通常我们认为DNA含有四种核苷酸，分别是腺嘌呤、胸腺嘧啶、鸟嘌呤和胞嘧啶，在许多生物中，胞嘧啶是几种共价修饰的靶点，如甲基化胞嘧啶（5-methylated cytosine，5mC）、羟甲基化胞嘧啶（5-hydroxymethylcytosine，5hmC）等^[1]。

5mC是在 DNA 甲基化转移酶（DNA methytransferase，DNMT）的作用下，在基因 DNA 序列 CpG 二核苷酸（CpG dinucleotides，基因序列中5’→3’方向紧随相连的CG碱基，即5'-CG-3’）的胞嘧啶5’-碳位共价键结合一个甲基基团（methyl group，-CH3）而形成 5mC ^[2]。当然胞嘧啶除了5mC这一种变体之外还会产生一系列其他变体，其产生的过程如下图1所示。

图1 胞嘧啶变体及其产生^[3]

DNA甲基化与许多细胞过程、X染色体失活、胚胎发育、染色质结构的改变密切相关^[4，5]。全基因组DNA甲基化状态分析表明，DNA甲基化在不同类型的肿瘤、肿瘤的各个发展阶段均有差异。研究全基因组DNA甲基化图谱可反应基因型与表型关系，为评估肿瘤风险和预后提供指标，从而为癌症的预防、诊断和治疗提供一个新途径^[6]。

图2展示了几种常用的全基因组甲基化的研究方法，其中a部分是将基因组DNA片段化，基因组DNA可以被MBD富集、抗体富集、亚硫酸氢盐转化或TET氧化这几种方式来进行研究，后续通过微矩阵或者高通量平台进行分析。B部分展示的是单细胞DNA甲基化分析。

图2 常用的全基因组甲基化的研究方法^[7]

我们项目服务使用的研究方式是全基因组 DNA 甲基化测序（Whole Genome Bisulfite Sequencing， WGBS）。WGBS被视为 DNA 甲基化研究的“金标准”，它通过利用重亚硫酸盐处理 DNA导致未甲基化的C变成U并在后续PCR和测序过程中成为T，而甲基化的C不受重亚硫酸盐的影响，后续对处理后的基因组DNA建库测序，可对整个基因组上的甲基化情况进行分析，具有单碱基的分辨率，可精确评估单个C碱基的甲基化水平，覆盖范围广。它可以构建精细甲基化图谱，建立表观遗传学研究数据库，为后续大规模开展不同样品间的甲基化差异分析提供参考图谱。

生工生物工程（上海）股份有限公司自2011年成立高通量测序部以来，逐步引进了Illumina，Life，DNBSEQ，PacBio、Nanopore、等二代/三代测序平台。建立了2000平米高标准实验室（通过了国家ISO认证）并搭建了50PB级存储及运算能力的服务器集群，能满足绝大多数科研客户的研究需要。同时，生工高通量测序团队建设也在不断完善中，目前有100余专职员工，其中高级技术人员以及高级生物信息工程师占比50%以上，10年来，通过生工高通量测序服务所发表的文章累计影响因子在10000分以上。

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