DNA甲基化分析工具

1、第一類：基于引物設(shè)計功能的軟件。此類軟件主要是針對重亞硫酸鹽序列進行甲基化特異性 PCR(methylatio n-specific PCR, MS-PCR or MSP)和重亞硫酸鹽測序(bisulfite seque ncing, BS)引物的設(shè)計。由于重亞酸鹽修飾的特殊性，使常規(guī)的分子生物學軟件，如PrimerPremier、Oligo、DNASis、DNA Max、Vecter NTI Suit等均無法適用于 MSP 和 BS 引物的 設(shè)計。國外的研究者根據(jù)MSP和BS的特殊性，分別提供了多種免費或付費的專業(yè)軟件， 其中，某些軟件，如MethPrimer已被國內(nèi)外研究者廣泛使用。軟件：

2、MethPrimer主頁： HYPERLINK /methprimer /methprimer簡介：設(shè)計甲基化特異性PCR (methylation-specific PCR, MS-PCR or MSP)和重亞硫酸 鹽測序(bisulfite sequencing)弓|物的最早和最經(jīng)典的軟件，也是一款免費軟件，它廣受表 觀遺傳學研究者的喜愛，也是DNA甲基化研究者使用最頻繁的一款表觀遺傳學DNA甲基 化研究工具軟件。就本人及同事的使用經(jīng)驗而言，該軟件所設(shè)計的引物擴增效率和特異性均 非常好，不過，在實際應用中，如果能配合Primer Premier軟件對引物的Tm值進行適當 的調(diào)整或修改，可進

3、一步提高PCR的擴增效率。此外，此款軟件在進行引物設(shè)計的過程中， 會自動對待分析序列的CpG島進行分析，它所得到的結(jié)果與其它幾款CpG島專業(yè)分析軟 件(見下)一致。當然，如果用戶只想對CpG島的分析和密度進行分析時，可選擇其它CpG 島專業(yè)分析軟件。文 獻 ： Li LC, Dahiya R. MethPrimer: designing primers for methylation PCRs. Bioinformatics. 2002 Nov;18(11):1427-31.評級：軟件： BiSearch主頁： HYPERLINK http:/bisearch.enzim.hu/ http:/

4、bisearch.enzim.hu/簡介：與 MethPrimer 類似的專用于重亞硫酸鹽修飾序列相關(guān) PCR 或測序引物設(shè)計的。要 使用其功能，需要在其網(wǎng)站注冊后使用。由于本人并不是很了解該軟件，且并未將其與 MethPrimer進行比較過，因此，其功能如何，尚不能斷言。文獻： Tusnady GE, Simon I, Varadi A, Aranyi T. BiSearch: primer-design and search tool for PCR on bisulfite-treated genomes. Nucleic Acids Res. 2005 Jan 13;33(1):e9

5、(PMID: 15653630)推薦：軟件： BioToolKit300 - Primo MSP 3.4主頁： HYPERLINK / / 簡介：BioToolKit300是一款基于Java語言的分子生物學軟件，支持Windows NT / XP和 Mac OSX等操作系統(tǒng)，其試用版僅有60天試用期。該軟件是集各種常用分子生物學應用 工具之大全的工具軟件，十分的實用oPrimo MSP 3.4是內(nèi)嵌于BioToolKit300中的MS-PCR 和重亞硫酸鹽測序引物設(shè)計軟件。如果設(shè)計標準的PCR引物，則使用BioToolKit300中的 Primo Pro 3.4 即可。論壇上相關(guān)貼子的地址：

6、HYPERLINK /dispbbs.asp?BoardID=25&ID=130360 /dispbbs.asp?BoardID=25&ID=130360 文獻：暫缺推薦： 軟件： CpG Ware 主頁：/cpgware/簡介：是一款類似于 MethPrimer 的 MS-PCR 和重亞硫酸鹽測序引物設(shè)計的軟件。不過， 需要付費使用(關(guān)于此點，本人并不是很確定)文獻：暫缺推薦：第二類：CpG島序列分析軟件。此類軟件根據(jù)一定的規(guī)則對基因組DNA序列的CpG島進 行預測。CpG島的準確預測是進行MSP和BS引物設(shè)計的基礎(chǔ)。不過，在第一類軟件中往 往也包括了 CpG島的分析與預測功能。軟件： Cp

7、GPlot/CpGReport/Isochore主頁： HYPERLINK http:/www.ebi.ac.uk/emboss/cpgplot/ http:/www.ebi.ac.uk/emboss/cpgplot/簡介：由歐洲EBI網(wǎng)站提供的基因組DNA序列CpG島分析軟件，單憑EBI的名氣，想必 大家對其功能平添幾分信任度吧？文獻：暫缺推薦：軟件： CpGProD主頁： HYPERLINK http:/pbil.univ-lyon1.fr/software/cpgprod_query.html http:/pbil.univ-lyon1.fr/software/cpgprod_query

8、.html簡介:CpGProD也是一款專門針對哺乳動物基因組DNA序列CpG島進行分析的在線軟件， 其特點和功能類似于上述介紹的 EBI 網(wǎng)站的相關(guān)軟件。文獻：暫缺推薦：軟件：CpG Island Searcher主頁： HYPERLINK /%ef%bc%9b/ /；/簡介：基因組DNA序列CpG島進行分析的在線軟件，其特點和功能類似于上述介紹的EBI 網(wǎng)站的相關(guān)軟件。文獻： Takai D, Jones PA. The CpG island searcher: a new WWW resource. In Silico Biol.2003;3(3):235-40 (PMID: 129540

9、87)推薦：第三類： CpG 位點甲基化狀態(tài)作圖軟件。此類軟件以重亞硫酸鹽測序結(jié)果為基礎(chǔ)，以線圖 或點圖形式表現(xiàn)每個CpG位點的甲基狀態(tài)(或發(fā)生頻率)，從而為不同疾病狀態(tài)的的DNA 甲基化特異性圖譜提供直接實驗依據(jù)。軟件： MethTools主頁： HYPERLINK http:/genome.imb-jena.de/methtools/ http:/genome.imb-jena.de/methtools/簡介：是一款對 DNA 重亞硫酸鹽測序結(jié)果進行分析的免費工具軟件，它可將 CpG 位點的 甲基化狀態(tài)分別以實心點和空白點的形式表示全甲基化和半甲基化狀態(tài)，很多發(fā)表的文章在 對CpG位點的甲

10、基化譜進行圖譜繪制時均采用此工具軟件。不過，盡管此軟件是免費軟件， 它僅提供基于Linux、Unix或蘋果機操作系統(tǒng)，因此，對國內(nèi)主要使用MS Windows操作 系統(tǒng)的用戶而言，多少有一點不便，不過，該軟件還提供基于在線免費分析模塊，因本人高 未用過其在線模塊，因此，其功能是否如單機版，本人尚不敢斷言。對于從事表觀遺傳學領(lǐng) 域之DNA甲基化研究者而言，熟悉和了解，以及能較為熟練地掌握此軟件，應當算是一個 基本功。文獻： Grunau C, Schattevoy R, Mache N, Rosenthal A. MethTools-a toolbox to visualize and anal

11、yze DNA methylation data. Nucleic Acids Res. 2000 Mar 1;28(5):1053-8. (PMID: 10666443)推薦：軟件：BiQ Analyzer主頁： HYPERLINK http:/biq-analyzer.bioinf.mpi-sb.mpg.de/ http:/biq-analyzer.bioinf.mpi-sb.mpg.de/簡介：該軟件功能與MethTool類似，也是一款專業(yè)性針對重亞硫酸鹽測序結(jié)果分析，并對 CpG位點的甲基化狀態(tài)進行簡單的線型繪圖的軟件，但與MethTool相比，該軟件是一款基 于Java語言的單機版軟

12、件，可下載至本地機運行，但需要網(wǎng)絡(luò)支持，因為它的ClustW序 列比對功能需要使用NCBI的遠程服務器。由于它是基于Java語言的，因此，該軟件可于 包 括 Windows 、 Linux 、 Unix 等 多 種 操 作 平 臺 上 運 行 。 Java 下 載 地 址 ： HYPERLINK /getjava/ /getjava/ ； JAVA 測 試 頁 面 ： HYPERLINK /zh_CN/download/help/testvm.xml%ef%bc%9b%e5%ae%89%e8%a3%85%e5%ae%8c%e6%af%95 /zh_CN/download/help/testvm

13、.xml；安裝完畢 JAVA后檢測 JAVA版本的方 法：在DOS命令狀態(tài)下使用“Java -version”，要求至少要達到以下版本信息：java version 1.4.2_06Java(TM) 2 Runtime Environment, Standard Edition (build 1.4.2_06-b03) Java HotSpot(TM) Client VM (build 1.4.2_06-b03, mixed mode)如果在Java運行環(huán)境的安裝過程及本軟件的使用過程中有何問題，大家可至本論壇留言于 本人，本人將盡力解答。此外，該軟件對 CpG 位點的作圖尚是線型圖，并非象

14、MethTool 一樣的標準JPG或TIF圖像文件。該軟件作者聲稱，如果有超過5位以上用戶給他寫信， 并要求增強其圖像功能的話，他會在下一版本中增加其功能。希望廣大網(wǎng)友能多向此位作者 寫信，一來勉勵免費生物醫(yī)學軟件作者，二來可通過大家的努力，可使該軟件的下一版本的 功能更加完善。文獻：Bock, C., S. Reither, T. Mikeska, M. Paulsen, J. Walter and T. Lengauer: (2005). BiQ_Analyzer: Visualization and quality control for DNA methylation data fro

15、m bisulphite sequencing. HYPERLINK http:/biq-analyzer.bioinf.mpi-sb.mpg.de http:/biq-analyzer.bioinf.mpi-sb.mpg.de.推薦：表觀遺傳學表觀遺傳學是與遺傳學(ge netic)相對應的概念。遺傳學是指基于基因序列改變所致基因表達 水平變化，如基因突變、基因雜合丟失和微衛(wèi)星不穩(wěn)定等；而表觀遺傳學則是指基于非基因 序列改變所致基因表達水平變化，如 DNA 甲基化和染色質(zhì)構(gòu)象變化等；表觀基因組學 (epigenomics)則是在基因組水平上對表觀遺傳學改變的研究。所謂DNA甲基化是指在DNA 甲基化轉(zhuǎn)移酶的作用下，在基因組CpG二核苷酸的胞嘧啶5碳位共價鍵結(jié)合一個甲基基團。 正常情況下，人類基因組垃圾”序列的CpG二核苷酸相對稀少，并且總是處于甲基化狀態(tài), 與之相反，人類基因組