基于亞硫酸氫鹽測序技術(shù)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(xué)修飾方式之一，能夠引起染色質(zhì)結(jié)構(gòu)變異、DNA構(gòu)象、DNA穩(wěn)定性及DNA與蛋白質(zhì)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(shù)的不斷發(fā)展，高通量亞硫酸鹽測序技術(shù)(Bisulfite Sequencing)能夠通過識別未被亞硫酸氫鹽轉(zhuǎn)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(shù)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，為后續(xù)的數(shù)據(jù)分析帶來極大困難，且多細胞測序?qū)е碌募毎s合性加重了分析的負擔(dān)。除此之外，只有少量的統(tǒng)計學(xué)方法被應(yīng)用到從亞硫酸氫鹽測序數(shù)據(jù)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(zhuǎn)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(jīng)數(shù)據(jù)過濾、比對分析后，構(gòu)建貝葉斯推斷模型:從比對結(jié)果中提取堿基分布，根據(jù)比對結(jié)果的區(qū)段甲

4、基化水平估計甲基化雜合率，依據(jù)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(wǎng)站上下載包含有大量實驗驗證DNA甲基化位點的樣本數(shù)據(jù)，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(xiàn)

5、有樣本卵巢上皮細胞(T29) RRBS測序數(shù)據(jù)做隨機片段的 DNA甲基化位點實驗驗證。
　　結(jié)果與結(jié)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(jié)果，我們發(fā)現(xiàn)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(shù)據(jù)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(jīng)驗證并計算得