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Usos de la secuencia entera del bisulfito del genoma (WGBS)

El bisulfito entero del genoma que ordena, o WGBS, es una siguiente-generación que ordena técnica para analizar la metilación de la DNA.

Por Egorov ArtemHaber de imagen: Egorov Artem/Shutterstock

La metilación de la DNA es un mecanismo epigenético para regular la expresión génica e implica el agregar de un grupo metílico a una base de la citosina. Las configuraciones anormales de la metilación se han asociado a varias condiciones y enfermedades, tales como cáncer. Desde el revelado de WGBS, se ha aplicado para estudiar la reprogramación epigenética, firmas epigenéticas, y otras.

Metodología básica

WGBS combina el uso del tratamiento del bisulfato del sodio y de la alta secuencia de la DNA de la producción. El bisulfito del sodio protege cytosines desnaturalizados, o methylcytosines, contra la conversión, mientras que los cytosines unmethylated se convierten al uracilo.

Los cytosines unmethylated son entonces más futuros convertidos al thymine después de la polimerización en cadena, que significa que los resultados de secuencia muestran predominante bases de la adenina, de la guanina y del thymine, con cualquier base de la citosina indicando sitios desnaturalizados de la citosina.

El método tentativa inicialmente en el thaliana de Aradopsis, una instalación, debido a su genoma relativamente pequeño. Ha probado desde entonces capaz de analizar el alrededor 90% de todos los cytosines que han tentativa. La técnica de WGBS se ha aplicado a los genomas de seres humanos, de ratones, del maíz, y de la soja.

Usos de la célula madre

Las células madres son las células no diferenciadas que conservan la capacidad de convertirse en cualquier tipo de célula, tal como neuronas o células musculares. Esto los hace del gran interés para los biólogos de desarrollo y de los usos eventual en remedio, de entender qué lo hace diferente de las células maduras.

Los mapas bajos anchos, únicos del primer genoma de la resolución de cytosines desnaturalizados en células madres embrionarias humanas y los fibroblastos fetales mostraron diferencias grandes entre los dos. En células embrionarias, casi un cuarto de toda la metilación determinada estaba en un contexto de la guanina (CG) de la no-citosina, mientras que en las células fetales 99,98% de methylcytosines estaban en el contexto de la CROMATOGRAFÍA GASEOSA.

Los medios del contexto No-CG estaba en CHG o CHH, donde H representa la adenina, el thymine, o la citosina. Antes de esto, fue creído predominante que casi toda la metilación de la DNA mamífera ocurrió en el contexto del CG, mientras que este estudio indicó que puede ser una característica general en células madres embrionarias humanas.

La metilación No-CG aparecía ser perdida sobre la diferenciación. La metilación no-CG fue restablecida cuando las células fetales fueron manipuladas en las células madres pluripotent inducidas. Esto también demuestra que la metilación de CHG y de CHH no es debido a las diferencias genéticas, sino que por el contrario es una característica de células madres embrionarias.

El estudio anterior indicó que las células madres, las células madres pluripotent inducidas o la célula madre embrionaria, características epigenéticas compartidas con la metilación. Las células madres son enormemente importantes para los propósitos terapéuticos y el estudio de enfermedades. Difieren de las células somáticas por transformaciones epigenomic, bastante que las genéticas, haciendo estudiando su configuración de la metilación altamente interesante.

Un estudio complementario se centró en las diferencias entre las células madres embrionarias e indujo a las células madres pluripotent y encontró que mientras que su configuración de la metilación es muy similar en un nivel global, la variación sustancial inducida de la demostración pluripotent de las células madres en la reprogramación comparada a las células madres embrionarias. Así, mientras que WGBS ha ayudado a aclarar mucho sobre las células madres, todavía sigue habiendo ciertas preguntas.

WGBS en biología de desarrollo

La metilación de la DNA es importante durante el revelado normal en mamíferos. Particularmente, la metilación no-CG es dispersa en células madres y oocytes pluripotent.

Los investigadores han utilizado WGBS para explorar este concepto más lejos y para haber descubierto que casi dos tercios de toda la metilación en oocytes germinales de la vesícula del ratón ocurre en un contexto no-CG. También encontraron que la metilación de los sitios no-CG acumuló durante incremento del oocyte.

La metilación No-CG aparecía depender de algunos methyltransferases particularmente, a saber el complejo de los methyltransferases de la DNA, es decir, el complejo de Dnmt3s-Dnmt3L. En cambio, Dnmt1 parecía mantener la metilación del CG.

La herencia de la programación epigenética es más común en instalaciones que en mamíferos. Un estudio que se centraba en la metilación encontró que, usando WGBS, el germline de la instalación preservó la metilación del CG y de CHG. Éste es en contraste con mamíferos en donde la metilación de CHH se pierde en microspores y células de esperma. Sin embargo, es restablecido por el methyltransferase de novo DNA conducido por el pequeño ARN después de la fertilización.

WGBS para el diagnóstico precoz de enfermedades

Los estudios han demostrado que WGBS se puede utilizar para descubrir la metilación anormal revisando para los genes de supresor híper-desnaturalizados específico como se ve en cánceres tales como leucemia promyelocytic aguda, cáncer gástrico y así sucesivamente.

Usos de WGBS en ciencia forense

Los estudios forenses se han realizado en muestras de sitio de sangre secada usando WGBS después de la extracción de la DNA. El uso de WGBS ofrece las muestras de alta calidad que perfeccionan el análisis de la metilación de la DNA en manchas de óxido forenses.

En resumen, WGBS está llegando a ser cada vez más popular en el estudio de la metilación de la DNA debido a la capacidad de esta técnica de estimar la metilación de la DNA de la DNA genomic bisulfito-convertida en una resolución del único-nucleótido.

Aunque WGBS sea una herramienta muy eficiente para entender la reprogramación epigenética, es de la importancia igual para desarrollar y para mantener una tecnología de alto-secuencia de poco costo que se pueda utilizar en campos variados de la investigación científica.

Fuentes

Further Reading

Last Updated: Oct 31, 2018

Sara Ryding

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Sara Ryding

Sara is a passionate life sciences writer who specializes in zoology and ornithology. She is currently completing a Ph.D. at Deakin University in Australia which focuses on how the beaks of birds change with global warming.

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