兩篇PNAS：蛋白納米孔檢測DNA甲基化

　　兩個獨立的研究團隊利用通道蛋白實現納米孔測序，成功鑒別了5-甲基胞嘧啶和5-羥甲基胞嘧啶。這兩篇文章發表在同一期的美國國家科學院院刊PNAS雜志上。

　　基因組所蘊含的編碼信息，包括DNA序列和核苷酸修飾兩個部分。其中，動態的DNA甲基化模式，是基因表達的重要調控者，與細胞分化、胚胎發育和癌癥等疾病有關。人們對鑒定這些堿基修飾，產生了越來越濃厚的興趣。

　　加州大學Mark Akeson領導的團隊和華盛頓大學Jens Gundlach領導的團隊，不約而同的利用細菌的膜蛋白MspA實現納米孔測序，在DNA中成功鑒定并定位了5-甲基胞嘧啶(5mC)和5-羥甲基胞嘧啶(5hmC)。

　　在納米孔測序時，出現在最窄位置的核苷酸不同，所產生的電流也不同，這樣的差異可以用于讀取單鏈DNA中的核苷酸序列。此前，納米孔測序已經在鑒別5mC和5hmC時，得到了令人鼓舞的結果。

　　在這兩項新研究中，研究人員使用噬菌體DNA聚合酶，將單鏈DNA的核苷酸一個個拉過經修飾的MspA孔。他們對已知序列的DNA短鏈進行測序，比較了未甲基化、甲基化和羥甲基化所產生的電流。研究顯示，5mC產生的電流比未甲基化的胞嘧啶大，而5hmC產生的電流最小。

　　研究顯示，穿過蛋白孔的離子電流可以很好的反映甲基化位點，甚至鑒別與甲基化只有一個氧原子差異的羥甲基化。

　　研究人員指出，甲基化胞嘧啶的5’序列，能強烈影響5mC、5hmC和未甲基化胞嘧啶之間的電流差異。這一區域的序列，決定著甲基化檢測的錯誤率。Akeson等人在文章中強調，盡管某些序列的檢測結果很理想，但要將錯誤率降低到0.01%以下，依然需要進行重復測序。根據5’序列的情況，可能需重復5–19次不等。

　　這兩項研究向人們展示，用納米孔測序檢測5mC和5hmC有不少優勢，這一技術速度快，讀取的片段長，而且不需要太多材料。另外，研究人員還指出，MspA也可以用來檢測其他非甲基化的DNA修飾。