基因组直接测序法是过去一直沿用的DNA甲基化的研究方法，用Maxam—Gilbert化学裂解法对基因组DNA进行处理，并以连接介导的PCR来放大信号强度，然后进行序列分析。此法是基于5mC在标准的Maxam—Gilbert胞嘧啶化学裂解反应中不被裂解，故5mC可通过在测序胶上缺少对应于胞嘧啶降解反应产物的一个条带而得以鉴定。如采用MnO4- 哌啶法，结果则反之因此在检测5mC时，此两法可提供完全互补的检测信息。

该法与LM-PCR结合后，大大降低了对基因组DNA的需要量（1～2 ng）。当5mC和C同时处于不同DNA分子上的同一位点时，该位点至少要有25%的5mC才能被N2H4法检测到；MnO4-法比N2 H4法更灵敏。因为这两种基因组DNA化学修饰法均有抑制DNA聚合酶延伸的特性，无须进行DNA哌啶裂解就可通过基因组直接测序技术进行甲基化分析。