DCAM-13：MeDIP芯片技术与甲基化综合数据分析

 DCAM-13 ：MeDIP 芯片技术与甲基化综合数据分析

 
MeDIP（methylated DNA immunoprecipitation 甲基化DNA免疫共沉淀）技术已经被广泛应用于测定生物细胞在不同发育时期，临床表型，以及环境作用下的全基因组DNA甲基化状态研究。基于MeDIP的研究显示抗体富集度一定程度上反映决定了DNA甲基化水平，并且与RNA 聚合酶II的结合性（即转录活性的激活或者抑制状态）存在相关性。然而，通过MeDIP富集程度来准确的估计DNA甲基化水平仍然存在很多尚待解决的问题。
 
首先，MeDIP分析强制假设MeDIP富集度与ＤＮＡ真实的甲基化水平呈线性相关，这种假设可能是错误的；其次，有研究表明ＤＮＡ甲基化水平是抗体富集程度的函数，并且极大的取决于对应区域上的CpG整体含量。zei后，MeDIP富集程度取决于富集片段与input片段
之间的log比（即logR），然而这种度量却无法给出直观的解释，使得研究者武断的判断过甲基化或者低甲基化区域。因此，鉴于上述传统甲基化芯片分析的潜在问题，本方案将采用非线函数评估抗体富集度浓度（MeDIP enrichment）与真实的甲基化水平之间的关系，提高DNA甲基化水平预估数值的准确性。
 
本方案将对基因组上启动子类型根据CpG密度（CpG frequency）进行分类, 对不同启动子甲基化程度的各自特征进行分析, 包括
(1) High-CpG promoters (HCPs);
(2) low-CpG promoters (LCPs);
(3) Promoters with intermediate CpG content， 启动子具偏低水平CpG islands;
 
本方案适合于分析：NimbleGen 和Illumina,Affymetrix的DNA甲基化芯片
 
（1）芯片数据预处理: 芯片标准化处理: 组内标准化　(Loess based) 以及组间标准化处理　       (Quantile based)；
（2）芯片探针的基因组注释分析：每个探针的中心坐标将定位到基因组的已知的RefSeqs    （来自UCSC human genome）上；7种不同的基因组区域将被考虑进入后续分析:包括：   intergenic, intergenic，upstream,promoter, exon,intron, 5 UTR, 3 UTR.
（3）启动子注释分析
（a）对UCSC来源的启动子序列去冗余分析；包括去除长度延伸小于400bp的启动子，Y染色体上的启动子，以及缺乏足够证据支持的启动子，这些启动子会反映出基因间DNA甲基化的水平。
（b）筛选有效的启动子序列用于后续分析： 包括有 First Exon Finder (FirstEF)　启动子预测支持的证据，以及RefSeq记录支持的启动子；
 
（4） 启动子类别的定义与分类
HCPs (high-CpG promoters) : LCPs (low-CpG promoters); ICP( neither HCPs nor LCPs)     （参见图例-2）
（5）分析三种启动子序列上甲基化程度与分布（参见图例-3），以及在不同样本之间三类启 动子的甲基化程度的分布（饼图）   
（6）甲基化区域的基因功能分类分析
 
 

图例-1 (a) MeDIP实验策略数据分析流程
 
 

图例-1（b) 根据非线性模型预测的ＤＮＡ甲基化水平峰值和在基因组上的坐标
 
 

图例-2 全基因组启动子分类

 
 

图例-3 不同启动子类别的甲基化水平及其分布
 

更多详情：http://www.biogenius.cn/htm/solution/Biochip/78.html

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