日前，一项刊登在国际杂志Nature Biotechnology上的研究报告中，来自宾州佩雷尔曼医学院（Perelman School of Medicine）的科学家们通过研究开发了一种新方法能对DNA表面吸附的化学基团进行测序，或有望帮助检测癌症和其它疾病，这些化学基团能够标记基因组中的一种DNA碱基，这些标记的差异或能控制基因的表达或沉默。
为了能够尽可能早地对疾病进行检测并且提高准确性，研究人员非常感兴趣在有限数量的环境中对游离的DNA进行分析，比如从肿瘤组织进入血液中的游离DNA。研究者Rahul Kohli博士说道，我们希望这种新方法能帮助解析小型短暂细胞群中DNA的表观遗传学标记，从而确定是否这种DNA来自于特殊的组织或者是肿瘤组织，而此前研究人员很难对此进行研究。
在过去20年里，研究人员调查了这些DNA修饰，目的在于理解多种疾病的进展并对相应疾病进行诊断，而最多的就是癌症；在过去几十年里，用来解析遗传代码的主要方法依赖于一种名为酸性亚硫酸盐的化合物，当这种化合物被证明有效后，其也表现出了主要的局限性，比如其无法有效区分DNA碱基胞嘧啶上最常见的修饰，更重要的是，其还破坏了大部分所接触的DNA，而且在实验室中留下来测序的材料很少。
研究人员所开发的新方法基于一种名为APOBEC DNA脱氨酶的免疫防御酶类，其可以被重新定向用作生物技术研究领域；尤其是，这种脱氨酶引导的化学反应能够达到酸性亚硫酸盐所能达到的效果，同时也不会损伤DNA分子。Hao Wu博士表示，这一研究进展或能帮助我们理解复杂的生物学过程，比如神经系统发育的机制以及肿瘤进展等。利用这种方法，研究者就能够使用比基于酸性亚硫酸盐方法所需少1000倍DNA的方法来确定一种神经元细胞中的遗传代码。此外，这种新方法还能有效区分最常见的两种表观遗传学标记，即甲基化作用和羟甲基化作用。
最后研究者Kohli说道，基因组中被修饰的位点实际上在上述两种标记的分布上有很大的不同，本文研究结果还能阐明这两种表观遗传学标记在基因组中的重要具有特色的不同生物学角色。
原始出处：Emily K Schutsky, Jamie E DeNizio, Peng Hu, et al. Nondestructive, base-resolution sequencing of 5-hydroxymethylcytosine using a DNA deaminase. Nature Biotechnology (2018). DOI: 10.1038/nbt.4204.