Methylierungs-Screening-Array 270K Dienst

Im menschlichen Genom, DNA-Methylierung tritt überwiegend an Cytosinen von CpG-Stellen auf und wirkt als epigenetische Modifikation, die die Genexpression steuert und die Aufrechterhaltung der Chromatinstabilität beeinflusst. Dieser Mechanismus ist tief in Prozesse wie Zellentwicklung, embryonale Differenzierung, Alterung und Drogenabhängigkeit eingebunden. Darüber hinaus könnte die DNA-Methylierung zur Karzinogenese beitragen, indem sie Tumorsuppressorgene hemmt, und spielt eine entscheidende Rolle bei der Häufigkeit von Autoimmunerkrankungen wie Multipler Sklerose und Diabetes. Die DNA-Methylierung bietet einzigartige biologische Einblicke in Krebs, neurologische Störungen, Alterung und Entwicklung, Bereiche, die durch andere Omics-Studien nicht zugänglich sind. Obwohl Technologien zur Methylierungssequenzierung entwickelt wurden, behält die Methylierungsarray-Technologie aufgrund ihrer Stabilität und Bequemlichkeit eine herausragende Stellung in der öffentlichen Datenbank und bietet Datenunterstützung für die Mehrheit der Methylierungsforschung.

CD Genomics ist darauf spezialisiert, bereitzustellen Methylierungsarray-Dienste für unsere Kunden, die Dienstleistungen mit dem aktuellen Methylierungs-Screening-Array (Illumina 270K) einleiten. Diese Plattform bietet Forschern ein kostengünstigeres und zuverlässigeres Werkzeug, das den tiefgreifenden Fortschritt der Methylierungsforschung vorantreibt.

Einführung in das Methylierungsscreening-Array (MSA)

Laut wissenschaftlichen Berichten muss die Sequierungstiefe bei der gesamten Genom-Methylierung mindestens 100×1 Abdeckung erreichen, um eine Präzision zu erzielen, die mit der von Methylierungsmikroarrays vergleichbar ist. Seit der Einführung des Infinium Methylation Array wurden weltweit Daten von über 3 Millionen Fällen gesammelt, die mehr als 20.000 verwandte Literatur übertreffen und mehr als 225.000 öffentliche Datensätze für Forschungsanfragen bereitstellen. Um die Studie spezifischer Krankheitskohorten und breiterer Gesundheitsuntersuchungen zu priorisieren, hat Illumina ein neuartiges Produkt für Methylierungsmikroarrays namens Methylation Screening Array (MSA) eingeführt.

Das Infinium Methylation Screening Array umfasst etwa 270.000 Methylierungsstellen, kurz MSA270K, mit zentralen Anwendungen in der Forschung zu spezifischen Krankheitskohorten und umfassenden Gesundheitsuntersuchungen. Das Array unterstützt hauptsächlich die Forschung in Bereichen, die für menschliche Eigenschaften, Krankheitsphänotypen, Umweltbelastungen und Alterung von grundlegender Bedeutung sind. Mit einer hohen Präzision hat dieses Mikroarray den Durchsatz bei der Einzelarray-Detektion um 48 Proben erhöht, was einer sechsmaligen Steigerung im Vergleich zum Infinium MethylationEPIC v2.0 entspricht, und somit einen höheren Durchsatz bei niedrigeren Kosten erreicht.

Abbildung 1 Infinium Methylation Screening Array (Bildquelle Illumina)

Vergleich von Methylierungsassays 270K vs 935K

Merkmalsassoziierte Loci des Infinium Methylation Screening Arrays (MSA 270K)

MSA 270K umfasst eine umfangreiche Anzahl von krankheitsassoziierten Loci, die sorgfältig kuratiert und validiert wurden. Der Chip umfasst eine umfassende Palette von Merkmalen und Krankheitsmanifestationen aus verschiedenen Bereichen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, kardiovaskuläre, metabolische, psychische Gesundheit, Autoimmunität, Atemwegserkrankungen, Fortpflanzung, Nieren, Alterung, genetische, Umweltbelastung und infektiöse Bereiche.

Ungefähr 50 % der bekannten assoziierten Loci stammen aus Methylierungsarrays. Diese Loci werden durch die Analyse veröffentlichter Daten, wissenschaftlicher Literatur und des Infinium-Methylierungsarrays entschlüsselt, was bei der Entdeckung von Assoziationen zwischen CpG-Methylierung und verschiedenen Merkmalen oder Krankheiten hilft.

Ungefähr 100.000 neue CpG-Stellen, die hauptsächlich in regulatorischen Regionen und zellspezifischen chromosomalen Zuständen angereichert sind, stammen aus Analysen von Whole-Genome-Bisulfite-Sequenzierungsdaten (WGBS) auf Einzelzellen- oder Bulk-Ebene aus veröffentlichten Artikeln.

Das Array fördert auch die Multi-Omics-Forschung über die CpG-Methylierung hinaus. Es umfasst zusätzlich 2776 Cph-Stellen und 3848 Einzel-Nukleotid-Polymorphismen (SNPs mit einer hohen minor allele frequency (MAF)), die aus genomischen Datenbanken ausgewählt wurden.

Assoziationsanreicherung von Merkmalen im Infinium Methylation Screening Array (MSA 270K)

Abbildung 2 Marker auf dem Infinium-Methylierungs-Screening-Array sind stark angereichert in bekannten trait-assoziierten CpGs über verschiedene Trait-Typen hinweg.

Das MSA 270K Methylierungs-Array, das auf modernster Infinium-Array-Chemie basiert, implementiert mehrere bead-basierte Nachtests für jede CpG-Stelle. Jede Perle trägt Tausende von Sonden, um die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Detektionsergebnisse sicherzustellen. Nach strengen internen Tests übersteigt die Reproduzierbarkeit des MSA 270K 98%, während die überlappenden Sonden mit dem Infinium Methylation EPIC v2.0 (935K) eine Reproduzierbarkeit von über 96% aufweisen, was eine außergewöhnliche Leistung und Stabilität demonstriert.

Abbildung 3 Leistung des Infinium-Methylierungs-Screening-Arrays

Vorteil des Methylierungs-Screening-Arrays

Fokussierte Abdeckung: Das Array zielt auf 270.000 einzigartige Methylierungsstellen ab, die mit häufigen menschlichen Merkmalen, Krankheitsphänotypen, Expositionen, Alterung und mehr in Verbindung stehen. Diese fokussierte Abdeckung gewährleistet eine umfassende Erkundung relevanter epigenetischer Variationen.

Skalierbarkeit: Mit der Fähigkeit, bis zu 600.000 Proben pro Jahr auf einem einzigen iScan™-System mit dem 48-Proben-BeadChip zu verarbeiten, ermöglicht das Array mühelos großangelegte Methylierungsprojekte.

Zuverlässige Daten: Die Datenreihe bietet zuverlässige Methylierungsdaten mit über 98 % Reproduzierbarkeit von Probe zu Probe, was Konsistenz und Genauigkeit der Forschungsergebnisse gewährleistet.

Experteninhaltsauswahl: Die Inhaltsauswahl für das Array basiert auf Expertenkurierung und integriert leistungsstarke Merkmalsassoziationen aus veröffentlichten Studien, funktioneller Genomsequenzierung und genomischen Datenbanken. Dies stellt sicher, dass das Array bekannte und vorhergesagte epigenetische Assoziationen umfassend abdeckt.

Multiomische Fähigkeiten: Über die CpG-Methylierung hinaus zielt das Array auch auf nicht-CpG-Methylierungsstellen ab und umfasst die Untersuchung von Einzel-Nukleotid-Polymorphismen (SNPs) mit hohen Häufigkeiten des minor Allels. Dieser multiomische Ansatz bietet einzigartige Einblicke in Krankheitsmechanismen in verschiedenen Bevölkerungsgruppen.

Neuartige Inhalte von WGBS: Das Array umfasst Inhalte, die aus Datensätzen der Whole-Genome-Bisulfite-Sequenzierung (WGBS) ausgewählt wurden und sich auf Loci konzentrieren, die mit verschiedenen genomischen Merkmalen assoziiert sind, einschließlich Zelltyp, Genexpression, Chromatinzugänglichkeit und mehr. Diese neuartigen Inhalte erhöhen den Nutzen des Arrays bei der Erforschung epigenetischer Landschaften.

Verbesserte Skalierbarkeit mit dem Methylierungs-Workflow: Angetrieben von der Infinium EX Methylierungsplattform bietet das Array verbesserte Skalierbarkeit und Kosteneffizienz für umfangreiche Methylierungsstudien. Der fortschrittliche Workflow senkt die Verarbeitungskosten und die Durchlaufzeiten, wodurch er sich für große bevölkerungsbezogene Projekte eignet.

Einfache QC- und Datenanalyse: Illumina bietet Software-Tools zur Qualitätskontrolle von Array-Daten, um zuverlässige Ergebnisse zu gewährleisten.

Workflow der Analyse von Methylierungs-Screening-Arrays

Bioinformatikanalyse

Lieferung

Rohdaten
Probebericht
Gipfelbericht
Zusammenfassungsbericht

Andere verfügbare Illumina-DNA-Methylierungsarrays