Co to jest sekwencjonowanie wodorosiarczynem?

Sekwencjonowanie wodorosiarczynowe to metoda, w której różne regiony DNA są analizowane za pomocą metylacji. Metylacja to proces dodawania określonej cząsteczki, zwanej grupą metylową, do nukleotydu, w tym przypadku zwykle cytozyny. Nieaktywne nukleotydy są często metylowane, więc ta metoda może być wykorzystywana do różnych celów, od określania aktywnych regionów genomu do identyfikacji regionów bogatych w geny. W sekwencjonowaniu wodorosiarczynowym proces sekwencjonowania nie ma wpływu na metylowane cytozyny, podczas gdy niemetylowane cytozyny są przekształcane w uracyl, nukleotyd zwykle nie występujący w materiale genetycznym, kwas dezoksyrybonukleinowy (DNA).

Metoda ta jest bardzo wrażliwa na zmiany w metylacji, więc niewielkie zmiany w wiązaniu mogą dostarczyć naukowcom konkretnych informacji o poszczególnych nukleotydach. Wodorosiarczyn sodu przekształca cytozynę w uracyl, ale konwersja zachodzi w środowisku, w którym metylowana cytozyna nie ulegnie tej zmianie. Po zakończeniu sekwencjonowania wodorosiarczynem oryginalny DNA został przekształcony w znacząco inną cząsteczkę. Cytozyny będą znacznie zubożone lub potencjalnie nieobecne. Jeśli cytozyna nadal znajduje się w tej przekształconej cząsteczce, reprezentuje ona naturalnie metylowaną cytozynę w rozważanym genomie.

Jak wszystkie protokoły eksperymentalne, sekwencjonowanie wodorosiarczynem ma wady. Jego największą wadą jest to, że do prawidłowego działania wymaga bardzo wysokiego stężenia soli. Sól zachęca do przyłączania jednoniciowego DNA do jego bardziej naturalnej podwójnej helisy, a wodorosiarczyn sodu nie zawsze może dotrzeć do cytozyn, gdy są one częścią dwuniciowego DNA. Jeśli stężenie soli jest zbyt wysokie, wiele cytozyn może nie zostać przekształconych w uracyl, co skutkuje fałszywą identyfikacją metylowanych cytozyn w genomie. Aby zminimalizować liczbę fałszywie dodatnich identyfikacji, konieczne mogą być środki denaturujące.

Do sekwencjonowania wodorosiarczynem nie są potrzebne duże ilości danych genomowych, więc metoda ma przydatne zastosowanie do analizy próbek klinicznych. Oryginalne źródło kwasu nukleinowego nie ma znaczenia, ale źródłem musi być DNA. Teoretycznie kwas rybonukleinowy (RNA) można zsekwencjonować za pomocą tej metody, ponieważ większość RNA jest jednoniciowa i nie byłaby tak podatna na wyniki fałszywie dodatnie z powodu zablokowanych nukleotydów. Jednak w praktyce sekwencjonowanie wodorosiarczynem nie jest przydatne dla RNA, ponieważ RNA naturalnie zawiera uracyl. Bez jakiegoś zewnętrznego oznakowania lub uzupełnienia protokołu, przekształcone cytozyny byłyby nie do odróżnienia od naturalnego uracylu.

Przy podejmowaniu jakiegokolwiek rodzaju metodologii sekwencjonowania, dokładność i precyzja są niezbędne. Wrażliwe metody, takie jak sekwencjonowanie wodorosiarczynowe, oferują niezawodne sposoby analizy sekwencji, co z kolei pozwala na analizę genów i identyfikację celów leków i terapii. Chociaż ta metoda nie może być stosowana na żywych ludziach, nadal może być bardzo pomocna przy pracy z zaledwie najmniejszymi próbkami tkanek.