DNA Metilasyonunu Nasıl Analiz Edelim?

DNA metilasyonu, sitozin pirimidin halkasının 5’ pozisyonuna veya adenin pürin halkasının 6 numaralı azotuna bir metil grubu eklenmesini tanımlar (sitozin ve adenin DNA’nın dört bazından ikisini oluşturmaktadır). DNA metilasyonu aynı zamanda hücrelerin, tek bir değişmez DNA dizisinden çok hücrelilerin yaşamı için gerekli olan çeşitli sayıdaki karakteristik özelliklerini oluşturmasına imkan tanıyan kromatin yapısının temelini de oluşturmaktadır. DNA metilasyonu, gelişim sırasında çok önemli rollerinin yanında uzun dönemli gen susturulmasında da görev almaktadır. CpG adacıkları başta olmak üzere DNA metilasyonundaki değişikliklerin haritalanması birçok biyolojik sürecin daha iyi anlaşılması için temel bir gereklilik halini almıştır. Kanserde DNA metilasyonunun derecesi ile gen aktivitesi arasında önemli bir ilişki vardır. Promoter bölgesindeki CpG adacıklarının aşırı şekilde metillenmesi tümör baskılayıcı genlerin, DNA tamir genlerinin, hücre döngüsü düzenleyicilerinin ve transkripsiyon faktörlerinin inaktivasyonu için alternatif bir mekanizma olarak karşımıza çıkmaktadır. Tümörlerde anormal metilasyon bölgelerinin keşfi ile birlikte prognostik ve diagnostik amaçlı yeni potansiyel biobelirteçler keşfedilebilir. DNA metilasyonunun analizi için birçok yöntem tanımlanmıştır. Bu çalışmanın amacı DNA metilasyonundaki değişiklikleri gözlemlemek için kullanılabilecek metodları gözden geçirmek, bu tekniklerin avantaj, dezavantaj ve potansiyel kullanımları tanımlamaktır.

How to Analyze DNA Methylation?

DNA methylation involves the addition of a methyl group to the 5 position of the cytosine pyrimidine ring or the number 6 nitrogen of theadenine purine ring (cytosine and adenine are two of the four bases of DNA). DNA methylation also forms the basis of chromatin structure,which enables cells to form the myriad characteristics necessary for multicellular life from a single immutable sequence of DNA. DNAmethylation plays multiple roles during development and serves to establish long-term gene silencing. Mapping of DNA methylationchanges especially in CpG islands has become essential for the understanding of diverse biological processes. There is an importantrelationship between the degree of DNA methylation and gene activity in cancer. Hypermethylation of promoter CpG islands represents analternative mechanism for inactivation of tumour suppressor genes, DNA repair genes, cell cycle regulators and transcription factors. Bydiscovering sites of aberrant methylation in tumors, we can identify potential new biomarkers suitable for diagnostic and prognostictesting. A number of techniques for analysis of DNA methylation have been reported. The aim of this study was to review methodologiesthat can be used for monitoring of DNA methylation changes. We describe the advantages, disadvantages and potential use of thesetechniques.

PDF

___

Bird A. DNA methylation patterns and epigenetic memory. Genes Dev 2002;16: 6-21.
Sulewska A, Niklinska W, Kozlowski M, Minarowski L, Naumnik W, Niklinski J, et al. Detection of DNA methylation in eucaryotic cells. Folia Histochem Cytobiol 2007;45:315- 24.
Herman JG, Graff JR, Myöhänen S, Nelkin BD, Baylin SB. Methylation-specific PCR: a novel PCR assay for methylation status of CpG islands. Proc Natl Acad Sci USA 1996; 93:9821-6.
Eads CA, Danenberg KD, Kawakami K, Saltz LB, Blake C, Shibata D, et al. MethyLight: a high-throughput assay to measure DNA methylation. Nucleic Acids Res ;: e32.
Cottrell SE, Distler J, Goodman NS, Mooney SH, Kluth A, Olek A, et al. A real-time PCR assay for DNA-methylation using methylation-specific blockers. Nucleic Acids Res 2004;32:e10.
Wojdacz TK, Dobrovic A. Methylation-sensitive high resolution melting (MS-HRM): a new approach for sensitive and high-throughput assessment of methylation. Nucleic Acids Res 2007; 35:e41
Dejeux E, El Abdalaoui H, Gut IG, Tost J. Identification and quantification of differentially methylated loci by the pyrosequencing technology. Methods Mol Biol 2009;507:89-205.
Waalwijk C, Flavell RA. MspI, an isoschizomer of hpaII which cleaves both unmethylated and methylated hpaII sites. Nucleic Acids Res 1978;5: 3231-6.
von Kanel T, Gerber D, Schaller A, Baumer A, Wey E, Jackson CB, Gisler FM, Heinimann K, Gallati S. Quantitative 1-step DNA methylation analysis with native genomic DNA as template. Clin Chem 2010;56:1098-106.
Nygren AO, Ameziane N, Duarte HM, Vijzelaar RN, Waisfisz Q, Hess CJ, et al. Methylation-specific MLPA (MS-MLPA): simultaneous detection of CpG methylation and copy number changes of up to 40 sequences. Nucleic Acids Res 2005;33:e128.
Thu KL, Pikor LA, Kennett JY, Alvarez CE, Lam WL. Methylation analysis by DNA immunoprecipitation. J Cell Physiol 2010;222:522-31.