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NSR：武汉大学翁小成/周翔等开发BRIGHT-seq，用两种不同“笔迹”同时标记5mC和5hmC
- 2026-06-28 12:27:55
- 来源：医药头条
DNA中的胞嘧啶修饰，特别是5-甲基胞嘧啶（5mC）和5-羟甲基胞嘧啶（5hmC），是参与基因调控和染色质组织的关键表观遗传标记。同时以单碱基分辨率检测5mC和5hmC对于理解它们在基因调控中的相互作用至关重要。然而，现有方法通常依赖于差异消减策略，使得在单个测定中进行直接和同时分析具有挑战性。
2026年6月10日，武汉大学翁小成、王雅芬、周翔共同通讯在National Science Review（IF=18.1）在线发表题为Amplifying tumour antigen presentations from intratumourally entrapped dendritic cells的研究论文。
该研究开发了一种名为BRIGHT-seq的测序技术，通过整合酶学和化学处理，将5mC转化为腺嘌呤（C→A），将5hmC转化为胸腺嘧啶（C→T），实现了在同一DNA分子中以单碱基分辨率同时、直接检测两种修饰。
研究团队在人HEK293T、HeLa、K562细胞以及人/鼠胚胎干细胞及其分化后代中验证了该方法，揭示了5mC和5hmC在基因组中的分布规律及分化过程中的动态变化。
DNA胞嘧啶修饰，特别是5-甲基胞嘧啶（5mC）和5-羟甲基胞嘧啶（5hmC），是在转录调控、细胞分化和生物体发育中发挥关键作用的重要表观遗传标记。5mC由DNA甲基转移酶（DNMTs）沉积，通常与转录抑制和基因沉默相关。
5hmC由TET家族酶氧化5mC产生，不仅作为活性DNA去甲基化的中间体，还作为参与转录调控的独立表观遗传标记。越来越多的证据表明，5hmC在转录活性区域富集，并有助于染色质重塑和基因表达。5mC和5hmC之间的动态相互作用对于维持正常发育和细胞功能至关重要。
为了在全基因组范围内研究胞嘧啶修饰，已开发了多种测序方法。重亚硫酸盐测序（BS-seq）和酶法甲基测序（EM-seq）被广泛用于DNA甲基化的鉴定；然而，这两种方法都无法区分5mC和5hmC，因为两种修饰在测序过程中均被读作胞嘧啶。因此，这些方法产生的是复合甲基化信号，缺乏区分5mC和5hmC的分辨率。
BRIGHT-seq工作流程（图源自National Science Review）
在此，研究人员提出了用于整合全基因组甲基化和羟甲基化追踪测序的碱基替换技术（BRIGHT-seq），这是一种测序策略，能够在同一DNA分子内以单碱基分辨率直接同时检测5mC和5hmC。通过整合酶学和化学处理，BRIGHT-seq将5mC转化为腺嘌呤，将5hmC转化为胸腺嘧啶，从而无需依赖差异消减即可直接识别这两种修饰。
该研究通过绘制人类和小鼠基因组中的5mC和5hmC图谱来证明BRIGHT-seq的适用性。BRIGHT-seq为表观遗传学研究提供了一个有用且高分辨率的工具，促进了未来关于5mC和5hmC在基因调控和疾病中作用的研究。
参考消息：https://doi.org/10.1093/nsr/nwag353
