氟胞嘧啶系统适用性标准品

DNA中的5-甲基胞嘧啶（5mC）是生物学领域基本的表观遗传标记，对调节基因表达至关重要。5mC不仅是多个生物学领域的研究重点，而且在临床上，5mC的异常甲基化模式与包括癌症在内的多种疾病的发生发展密切相关，为疾病的早期诊断和监测提供了有效的生物标志物。对5mC位点的精准检测对基础研究和疾病检测的准确性至关重要。尽管亚硫酸氢盐测序（BS-seq）技术在基础研究和临床上应用广泛，但目前用于5mC检测的常规BS-seq方法有明显缺陷：1）反应时间长，限制了其在临床上的快速检测。2）在高GC DNA区域或高度结构化的DNA（例如线粒体DNA），C到U的转化不完全，导致高背景和假阳性。3）DNA降解严重，对微量的样品如cell-free DNA（cfDNA）的检测带来挑战。4）常规BS处理造成非甲基化的区域优先降解，使得甲基化水平被高估。在临床上能用小量样品进行快速而准确地检测5mC一直是DNA表观遗传领域的一项挑战。而用于RNA m5C 检测的BS-seq同样困难重重。RNA的降解问题尤其严重。RNA的二级结构或稳定的RNA（比如tRNA）导致严重的高背景和假阳性。目前还缺乏准确有效的检测m5C的方法。2024年1月2日，芝加哥大学何川团队在 Nature Biotechnology 期刊发表了题为：Ultrafast bisulfite sequencing detection of 5-methylcytosine in DNA and RNA 的研究论文。该研究开发出了对微量DNA和RNA上的5-甲基胞嘧啶修饰进行快速，准确检测的测序方法——Ultrafast Bisulfite Sequencing（简称为UBS-seq）。何川课题组的戴庆博士根据BS-seq的机理以及由于BS反应而造成的DNA降解机制，发现用亚硫酸氢铵盐代替钠盐可以大大提高BS的效率，C能够在几分钟内完全转化为U而5mC保持不变（图1a），并且由于反应的时间大为缩短，DNA的降解也显著降低（图1b）。UBS-seq测序背景噪音比常规BS-seq降低10倍以上，并且UBS-seq整体转化效率更加一致（图1d）。图1：UBS-seq在DNA样品上的的转化效率UBS-seq不仅可以用于微量mESC基因组的测序，还可用于极少量细胞样品，甚至单细胞，在背景噪音和假阳性等方面要比常规BS-seq低得多。研究团队进一步应用UBS-seq来比对早期结直肠癌病人组和对照组的血液中提取的cfDNA 样品，发现明显的甲基化区别。这些结果显示UBS-seq在寻找5mC作为疾病的早期诊断的指标方面具有广泛的应用前景。另外，由于具有快速且能减少DNA的降解而特别适用于小量样品的特点，UBS-seq在从少量样品中检测已知的5mC疾病指标，以及在临床快速诊断和手术中的实时决策方面，具有独特的优势和应用前景。除了快速准确检测DNA中的5mC外，UBS-seq也可以用于快速准确检测RNA中的m5C。m5C广泛存在于多种类型的RNA中，影响细胞功能，并在多种癌症中发挥重要作用。然而，由于缺乏灵敏、准确的定量测序方法，m5C在不同RNA类型上的位置及化学计量一直有争论。与DNA中的5mC相比，mRNA中m5C的修饰位点以及修饰水平要低得多，因此如何避免常规 BS-seq中所产生的假阳性，降低RNA降解从而精准地检测到m5C位点并定量其修饰比例，一直是 RNA BS-seq 的主要挑战。研究人员进一步优化了UBS-seq 的配方，发现在98度下加热9分钟后，rRNA上所有的C位点的未转化率（背景噪音）仅有1%，而两个已知的m5C位点的未转化率（阳性信号）高达95%（图2a）。UBS-seq在rRNA样品上的准确性大大优于几种已发表的m5C BS-seq 方法（图2b）。随后研究团队将UBS-seq应用于具有复杂二级结构的tRNA，检测并且观察到NSUN2修饰位点的修饰比例能响应NSUN2基因的敲除（图2c），进一步验证了BS-seq的有效性和准确性。研究人员用UBS-seq对HeLa和HEK293T的mRNA进行了测序，发现了近两千多具有保守序列模式的位点（图2d）。随着NSUN2基因敲除，绝大多数m5C位点的修饰比例下降（图2e）。当把NSUN2的基因再转入敲除的细胞后，m5C位点的修饰比例又回升了（图2f）。这些结果证明了m5C UBS-seq 方法不仅非常灵敏高效，而且非常准确。为研究m5C的生物功能提供了有力的工具。图2：UBS-seq在RNA样品上的的转化效率，以及不同类型RNA上m5C位点的检测何川教授的团队近年来相继开发出了SAC-seq用于定量检测m6A，BID-seq用于定量检测等测序新方法，极大的促进了表观转录学领域的发展。随着UBS-seq的发表，将会进一步促进m5C的生物功能的研究，并和SAC-seq，BID-seq一起引领RNA表观转录组领域步入新的阶段。

安捷伦科技公司推出首款针适用于疾病研究的DNA甲基化靶向序列捕获产品 2012 年 2 月 14 日，佛罗里达州马科岛（基因组生物学和技术，AGBT）- 安捷伦科技公司（纽约证交所：A）推出其靶向序列捕获平台的新成员，SureSelect XT 人甲基化测序系统，适用于表观遗传学研究中 DNA 甲基化位点检测。这是市场上第一款采用靶向序列捕获技术的全面 DNA 甲基化发现系统。安捷伦将于明日在基因组生物学技术进展年会上揭晓该产品的技术细节。 Agilent SureSelect XT 甲基化测序系统基于液相杂交，是可以分析人类基因组中低甲基化与过度甲基化的胞嘧啶位点的独特研究工具。亚硫酸盐测序技术是 DNA 甲基化研究的黄金标准，也是第一种可以全面研究DNA 甲基化的发现系统。Agilent SureSelect XT 甲基化测序系统将市场领先的靶向序列捕获平台 SureSelect 与亚硫酸盐测序结合在一起，挑选了与表观遗传学研究最相关的基因组序列，包含了与多种疾病（例如，癌症、基因组印记疾病、行为和精神障碍等等）相关的区域，实现了前所未有的序列覆盖范围。 &ldquo DNA 甲基化是重要的表观遗传学特征之一。&rdquo 华盛顿大学西北参考表观基因组图谱中心主任 John Stamatoyannopoulos 说，&ldquo 如果拥有一种经济实惠的可以在亚硫酸盐测序过程中智能地检测数百万 CpG 的平台，那么将大大降低成本并大幅扩展基因组规模 DNA 甲基化分析的范围和适用性。&rdquo &ldquo Agilent SureSelect XT 甲基化测序系统涵盖了所有基因组中癌症研究领域关注的甲基化胞嘧啶位点，投入产出比相当好。&rdquo 马克斯普朗克分子遗传学研究所 Michal-Ruth Schweider 医学博士说道。 &ldquo 我们很高兴能为用户提供这种新工具来满足医学界日益增加的需求。&rdquo 安捷伦副总裁基因组学总经理 Robert Schueren 说道。&ldquo 由于异常甲基化是可逆的，因此这种分析方法非常有利于开发新的治疗方法。&rdquo Agilent SureSelect XT 甲基化测序系统使研究人员能够分析超过 370 万个CpG 核苷酸序列位点，研究它们的甲基化状态。该系统针对启动子、经典 的CpG 岛以及最近被关注的位于CpG 岛上下游 2kb范围内的&ldquo shores&rdquo 和&ldquo shelves&rdquo 区域设计。研究表明，许多甲基化变化并不发生在启动子或 CpG 岛，而是发生在 CpG 岛上下游2kb 范围内，也就是 CpG 岛shores区域。除上述区域外，Agilent SureSelect XT 甲基化测序系统的设计还包含了已知的差异性甲基化区域。 与全基因组亚硫酸盐测序相比，Agilent SureSelect XT 甲基化测序系统具有更高的通量和更低的成本。它可以识别限制性内切酶或免疫沉淀法不能检测的区域。因为该产品也属于SureSelect XT 产品系列，安捷伦为用户提供全套工作流程解决方案。并配有适用于文库构建和靶序列捕获的所有必备试剂。 要了解更多信息，请访问 www.agilent.com/genomics/ngs。 关于安捷伦科技 安捷伦科技公司（纽约证交所：A）是全球领先的测量公司，同时也是化学分析、生命科学、电子和通信领域的技术领导者。公司的 18,700 名员工为 100 多个国家的客户提供服务。在 2011 财政年度，安捷伦的业务净收入为 66 亿美元。要了解安捷伦科技的信息，请访问：www.agilent.com.cn

美国药典USP ，中国药典ChP 2020年版四部通则0682要求对制药用水中的总有机碳TOC进行测定，并要求测定蔗糖与1，4-对苯醌，以考察所采用技术的氧化能力和仪器的系统适用性。Sievers® TOC分析仪超过了USP与ChP对TOC测定系统适用性的要求。美国药典USP与中国药典ChP都包含对制药用水TOC含量的要求。为符合此规定，选择TOC分析仪时，有几项内容必须考虑。最基础的考虑是TOC分析仪是否符合药典要求，能够有效测定TOC。规定的要求之一是保证难以氧化的有机化合物与易氧化物能够同等程度被氧化，使用保证二者均能精确定量的TOC分析仪。USP与ChP选择1，4-对苯醌作为系统适用性化合物，蔗糖作为标准，或易于氧化的物质。当TOC成功测定蔗糖与苯醌时，这表明TOC测定能有效地监测广泛范围的有机化合物。本文阐述了使用Sievers TOC分析仪（紫外与氧化剂氧化+膜电导检测技术）测定苯醌与蔗糖的结果。数据清晰地表明Sievers TOC分析仪能够如测定标准溶液蔗糖一样，同样有效准确地测定系统适用性化合物苯醌。图1. 测定苯醌与蔗糖（5次测定的平均值）通过对比苯醌溶液与蔗糖溶液的TOC回收率，进行测定。USP与ChP规定了可以接受的比率，用百分比表示，为85%至115%。系统适用性化合物——苯醌，被认为是难以氧化的化合物，因此苯醌的测定对TOC分析仪采用的氧化方法提出了挑战。首先，使用被广泛接受的校准参考物质邻苯二甲酸氢钾（KHP）校准Sievers TOC分析仪。使用Sievers TOC分析仪《操作手册》中阐述的标准协议，完成此校准。此次校准可以在约一年的时间内保持稳定。定量准确度使用USP推荐的标准溶液确认。蔗糖溶液配制为500 ppb C，在进一步测定前，在不连续的三天内测定。图1表明了所有三天的蔗糖的平均响应值。对这些测定，蔗糖的响应为100.0%，说明仪器被准确校准。蔗糖测定后，每天测定三个不同浓度的苯醌溶液（USP与ChP要求分析500 ppb C的苯醌溶液）。这些测定的结果也表示于图1中。这些三种不同浓度的数据表明在应用范围内仪器对苯醌有线性响应。表1 使用Sievers TOC分析仪测定1，4-对苯醌与蔗糖的TOC数据苯醌测定的准确度与精确度非常优异。苯醌溶液的平均回收率为101%。三天里9个独立配制的溶液的全部结果给出苯醌的回收率为99-102%。五次重复测定同一个500 ppb C苯醌溶液，给出标准偏差范围为0.43-1.23 ppb（见表1）。这些数据表明Sievers TOC分析仪使用的氧化反应器的氧化效力——使用Sievers TOC分析仪可提供的最温和的氧化条件（紫外氧化）获得苯醌的回收率。仅使用紫外灯就可以完全氧化，要获得蔗糖或苯醌的完全回收率，均不需要过硫酸盐氧化剂。这与Sievers分析仪所建议的，对于TOC浓度低于1 ppm的情况，均不需要过硫酸盐氧化剂，是一致的。Sievers TOC分析仪针对USP与ChP规定的TOC测定有着优异的表现。蔗糖与苯醌的回收率均超出了USP与ChP的要求。使用正确配制的参考物质，响应效率（500 ppb C的苯醌对蔗糖的回收率比）为100%。使用Sievers TOC分析仪能够以优异的重现性，准确定量苯醌与蔗糖。分析仪的优异表现可以使用户持续满足USP与ChP的要求。实验结果给出了十分理想的响应效率，表明了仪器对易于氧化的物质与难于氧化的物质可以达到相同的回收率，并且很好地落在USP与ChP指明的85-115%范围。参考文献1.USP Total Organic Carbon, Pharmacopeial Forum, Jan-Feb. 1996, Volume 22, Number 1, page 1842.2.Draft of In-Process Revision scheduled to appear in Jan./Feb. edition of Pharmacopeial Forum.3.Also Quinone, 2.5-Cyclohexadiene-1,4-dione, and 1,4-benzoquinone. This compounds has a molecular weight of 108.09. The theoretical carbon content of this compound is 66.67% (Merck Index Eleventh Ed., 8108)4.《中华人民共和国药典》2020年版，国家药典委员会编。◆ ◆ ◆联系我们，了解更多！