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普适型高通量组蛋白修饰测序技术mChIP-seq

ChIP-seq,表观基因组,表观遗传学,液体活检,组蛋白修饰

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表观基因组谱图绘制技术不仅为DNA结合蛋白调控机制研究提供有力工具，也为发现无创细胞游离核小体表观遗传模型提供重要途径。然而，开发适用于大规模群体研究的普适型表观基因组谱分析方法仍然充满挑战。在本研究中，我们开发了适用于细胞、组织和血浆样本的高通量组蛋白测序技术mChIP-seq。该技术通过整合单链条形码标记技术与免疫共沉淀测序技术，实现了多样本多因子表观图谱同步绘制，大幅提高建库效率，降低建库成本。利用mChIP-seq，我们同步绘制了24种癌症细胞系的11种组蛋白标记图谱集，建库效率和经济性相对常规技术提升15倍以上。基于上述图谱，我们发现相比非癌症细胞系，癌症细胞系的H2A.Z和H3K4me3修饰在启动子处存在脱耦合异常关联。在mChIP-seq基础上，我们进一步构建了细胞游离核小体表观组学技术cf-mChIP-seq，将常规技术每个文库1,000 μl血浆投入量降低至25 μl，相当于一滴血的血浆体积。利用cf-mChIP-seq技术，我们研究了乳腺癌患者与健康群体的血浆样本中H2A.Z、H3K4me3、H3K27ac和H3K9me3的分布特征，揭示了患者与健康对照组之间cfDNA片段模式的显著差异，凸显了该技术应用于液体活检的巨大潜力。综上所述，mChIP-seq及其衍生技术为大规模细胞和细胞游离核小体表观基因组研究提供了高效、经济的新型技术工具。