基于亞硫酸氫鹽測序技術的全基因組甲基化位點篩選方法Bycom.pdf

1、背景：
　　DNA甲基化是主要的表觀遺傳學修飾方式之一，能夠引起染色質結構變異、DNA構象、DNA穩(wěn)定性及DNA與蛋白質相互作用方式的改變，從而控制基因表達;大量研究表明，DNA甲基化在維持正常細胞功能、遺傳印記、胚胎發(fā)育以及人類腫瘤發(fā)生中起著重要的作用。隨著新一代測序技術的不斷發(fā)展，高通量亞硫酸鹽測序技術(Bisulfite Sequencing)能夠通過識別未被亞硫酸氫鹽轉化的胞嘧啶堿基來鑒別不同胞嘧啶位點的甲基化狀態(tài)，進而繪

2、制單堿基分辨率的全基因組DNA甲基化圖譜。但與此同時，高通量測序技術產生大量的數據，為后續(xù)的數據分析帶來極大困難，且多細胞測序導致的細胞雜合性加重了分析的負擔。除此之外，只有少量的統計學方法被應用到從亞硫酸氫鹽測序數據中篩選甲基化位點上來，比如二項分布檢驗方法(Binomial Test)。二項分布檢驗被廣泛用于篩選甲基化位點，但該方法僅僅考慮了測序錯誤率和亞硫酸氫鹽不完全轉化率這兩種因素并忽略多細胞測序帶來的甲基化雜合性，因此在全基因

3、組低甲基化水平的樣本數據中篩選得到的甲基化位點存在較高的假陽性率。
　　研究目的：
　　1.開發(fā)出一種基于貝葉斯推斷理論的算法模型Bycom，能夠從亞硫酸氫鹽測序數據中精確篩選甲基化位點;
　　2.比較Bycom和二項分布檢驗方法的優(yōu)劣性;
　　3.實驗證明Bycom篩選甲基化位點的準確性。
　　方法：
　　1.經數據過濾、比對分析后，構建貝葉斯推斷模型:從比對結果中提取堿基分布，根據比對結果的區(qū)段甲

4、基化水平估計甲基化雜合率，依據堿基分布和甲基化雜合率計算甲基化后驗概率，多次迭代求閾值并篩選甲基化位點;
　　2.用甲基化模擬軟件改變可能影響甲基化的因素，并觀察這些因素對甲基化造成的影響，同時對比Bycom和二項分布檢驗;
　　3.從NCBI網站上下載包含有大量實驗驗證DNA甲基化位點的樣本數據，通過實驗驗證位點的甲基化狀態(tài)來比較Bycom和二項分布檢驗這兩種方法的準確度，假陽性率和假陰性率;
　　4.使用本實驗室現

5、有樣本卵巢上皮細胞(T29) RRBS測序數據做隨機片段的 DNA甲基化位點實驗驗證。
　　結果與結論：
　　1.通過比較Bycom和二項分布檢驗在包含有大量驗證甲基化位點的樣本中的結果，我們發(fā)現Bycom在高甲基化水平的樣本中具有較高的準確度，而在低甲基化水平的樣本中也能有較高敏感度和特異性;
　　2.T29 RRBS測序數據中隨機選取了7個片段，包含68個甲基化位點和158個甲基化率為0的胞嘧啶位點。經驗證并計算得