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メチロームとは何か

メチロームは、ゲノム全体にわたるDNAメチル化パターンのまとまりです。

多くの場合、CpGなどの位置ごとにメチル化の割合を測り、ゲノム座標に沿って比較します。エピゲノムの中でも、DNAメチル化に注目したデータ層として扱えます。

なぜメチロームの視点が重要か

メチロームを見ると、DNAメチル化を一つの遺伝子だけでなく、ゲノム全体のパターンとして比較できます。プロモーター、遺伝子本体、エンハンサー候補、反復配列など、領域ごとに意味が変わる点を意識しやすくなります。

また、細胞型や発生段階の違いを、DNAメチル化の状態として読むことがあります。発現データやクロマチンデータと合わせると、調節状態を多面的に見られます。

全ゲノムを広く読むデータ、特定領域を深く読むデータ、アレイで代表的な部位を測るデータがあります。手法によって、見えるCpGの範囲、分解能、コスト、比較しやすさが変わります。

バルクデータではサンプル全体の平均的なメチル化率を見ます。single-cellや細胞集団を分けた解析では、細胞ごとの多様性や細胞型ごとの差を考えることがあります。

代表的な方法には、全ゲノムバイサルファイトシーケンシング、縮約表現バイサルファイトシーケンシング、メチル化アレイがあります。いずれも、DNAメチル化の状態を配列上の位置に対応づけて解析します。

解析では、各部位のメチル化率、領域ごとの差、サンプル間のクラスタリング、発現データとの対応を見ます。ゲノムブラウザでは、メチル化率をトラックとして表示することがあります。

メチロームの変化は、細胞状態、発生段階、環境応答、ゲノム領域の調節状態を考える手がかりになります。プロモーター付近の高メチル化は、発現の低さと関連して見えることがあります。

ただし、DNAメチル化の意味は領域によって異なります。遺伝子本体や遠位調節領域では、単純な「高メチル化なら抑制」という読み方が合わないことがあります。

Methodsでは、測定法、変換効率、カバレッジ、対象領域、正規化や差分解析の方法が説明されます。Resultsでは、differentially methylated regions、メチル化率、クラスタ、発現との対応として出てきます。

Figureでは、ヒートマップ、ゲノムブラウザ、箱ひげ図、散布図、領域ごとのメチル化プロファイルとして示されます。図を読むときは、点や線が部位ごとなのか領域ごとなのかを確認します。

日本語	英語	略語	説明
メチローム	methylome	-	ゲノム全体にわたるDNAメチル化パターンのまとまり。
DNAメチル化	DNA methylation	-	DNAの塩基にメチル基が付く化学修飾。
エピゲノム	epigenome	-	ゲノム全体にわたるDNAメチル化、ヒストン修飾、クロマチン状態などの情報のまとまり。
ゲノム座標	genomic coordinate	-	染色体名と位置でゲノム上の場所を表す表記。
ゲノムブラウザ	genome browser	-	ゲノム上の座標に沿って、遺伝子、変異、リード、注釈情報などを重ねて表示する画面。

確認問題

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未回答

4問最高記録なし復習なし