甲基胞嘧啶（5-mC）作为一种重要的DNA和RNA修饰，在生物体内发挥着至关重要的作用。在DNA中，5-甲基胞嘧啶是最常见的修饰碱基之一，由甲基化酶在DNA某一特殊位点的某个胞嘧啶残基上加入甲基基团而产生。这种修饰能引起染色质结构、DNA稳定性及DNA与蛋白质相互作用方式的改变，从而控制基因表达。由于5-甲基胞嘧啶与基因的表达调控密切相关，因此它被誉为“第五碱基”，在表观遗传学中具有重要地位。

在RNA中，5-甲基胞嘧啶也作为一种修饰存在，特别是在tRNA和其他非编码RNA中。这些修饰对于RNA在翻译与剪接中发挥正常功能是必需的。此外，研究人员还发现5-甲基胞嘧啶等化学修饰也分布在真核生物的mRNA上，影响mRNA的代谢与功能。

传统5mC测序方法的优缺点探讨

5mC在DNA和RNA中的精确位置和化学计量对其生物功能和临床应用至关重要。因为5mC作为基因表达的关键调控因子，在染色质结构、DNA稳定性和蛋白质互作中扮演重要角色。此外，5mC是表观遗传学的重要标记，对研究生物体发育、疾病和进化有深远意义。异常5mC修饰与多种疾病相关，其精确检测有助于疾病的早期诊断、预后评估和治疗策略制定。同时，5mC检测对新药研发也至关重要，有助于筛选特定作用机制的药物候选物。因此，准确快速地检测5mC的位置和化学计量是深入了解其生物功能、推动临床应用和促进新药研发的关键。

目前，针对5mC的测序，主要有全基因组重亚硫酸盐甲基化测序（BS-seq）和精准DNA甲基化与羟甲基化测序（oxBS-seq）。BS-seq被誉为DNA甲基化研究的金标准，因为它能在全基因组范围内准确检测每个胞嘧啶碱基的甲基化水平。这种方法不仅重复性好、价格适中，而且应用广泛，能够获取全基因组的完整甲基化信息，并精确分析每个C碱基的甲基化状态。

然而，BS-seq的一个主要限制是它无法区分DNA甲基化和羟甲基化。该方法依赖于将单链DNA中未甲基化的胞嘧啶转化为尿嘧啶，因此双链DNA（dsDNA）的变性至关重要，否则可能导致高背景或假阳性结果。此外，转化过程需要较长时间和较高温度，这在一定程度上限制了其在临床快速检测中的应用，并可能导致DNA损伤和降解。

相比之下，精准DNA甲基化和羟甲基化测序采用了化学氧化法与重亚硫酸盐转化相结合的技术，能够精确检测DNA甲基化并排除羟甲基化的干扰。这种方法甚至可以通过双文库结合同时分辨单个碱基的甲基化和羟甲基化状态，从而解决了常规方法无法区分这两种修饰的问题。但这种方法也存在一些缺点，如技术复杂、成本高、对样本质量要求高以及数据解读具有挑战性等。此外，它可能无法覆盖基因组的所有区域，并可能受到PCR偏倚的影响。

除了DNA外，5mC还存在于多种RNA分子中，包括rRNA、tRNA、mRNA以及各种非编码RNA。虽然商用试剂盒的BS-seq可以方便地应用于检测丰富RNA（如tRNA和rRNA）中的5mC，但某些RNA的结构特性可能阻碍其准确定量。当将传统BS-seq应用于低丰度RNA（如mRNA）时，可能会发现较大的差异。

快速精准5mC测序技术，助力研发

综上所述，开发出低成本的快速精准检测微量DNA与RNA中的5-甲基胞嘧啶的新方法，对其基础研究及临床应用至关重要。基于此，2024年3月21日 20：15-21：15，医麦客将携手翌圣生物，以“甲基化研究最新技术进展及应用”为主题，分析现有5-甲基胞嘧啶的测序方法及其优缺点，探讨下一代超快速精准检测微量DNA与RNA中5-甲基胞嘧啶的新方法，届时欢迎各位在线交流学习！