[發明專利]一種DNA甲基化表觀修飾的識別方法、識別設備及存儲介質

在審

• 申請號: 202110066218.7
• 申請日: 2021-01-19
• 公開（公告）號: CN112652356A
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 莫暉;吳蒙;張新聯;尹良超
• 申請（專利權）人: 深圳市儒翰基因科技有限公司
• 主分類號: G16B5/00
• 分類號: G16B5/00;C12Q1/6869;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 深圳協成知識產權代理事務所(普通合伙) 44458
• 代理人: 章小燕

本發明公開一種DNA甲基化表觀修飾的識別方法、識別設備及存儲介質，所述方法包括：通過固態納米孔測序獲取待甲基化堿基識別的甲基化物種原始電信號；采用預設算法解析識別所述原始電信號，進行甲基化堿基識別。通過本發明實施例，通過固態納米孔測序獲取待甲基化堿基識別的甲基化物種原始電信號，采用預設算法解析識別所述原始電信號，進行甲基化堿基識別，無需額外的對DNA樣本進行處理，可以直接基于原始電信號解析DNA甲基化表觀修飾，實現單分子、單堿基水平DNA甲基化修飾精確檢測。

技術領域

本發明涉及基因檢測領域，特別涉及一種DNA甲基化表觀修飾的識別方法、識別設備及存儲介質。

背景技術

表觀遺傳修飾是指DNA雙鏈序列未改變的情況下，基因的表達發生改變，即未改變基因型的前提下改變表型。以動物為例，DNA甲基轉移酶家族(Dnmts)催化甲基從S-腺嘌呤甲硫氨酸(SAM)轉移至胞嘧啶殘基的第五個碳，形成5-甲基胞嘧啶(5mC)。DNA甲基化修飾的主要作用是是抑制潛在有害遺傳元件的表達(如插入的病毒原件)。例如，CpG島的甲基化可損害轉錄因子結合，募集抑制性甲基結合蛋白，并穩定沉默基因表達。

原核生物中甲基化多發生在CCA/TGG和GATC序列，而真核生物中DNA甲基化一般只發生在CpG位點上，在植物和其他生物中，DNA甲基化存在于三種不同的序列環境中：CG(或CpG)，CHG或CHH(其中H對應于A，T或C)。然而，在哺乳動物中，DNA甲基化幾乎只存在于CpG二核苷酸中，兩條鏈上的胞嘧啶通常被甲基化。然而，非CpG甲基化可以在胚胎干細胞中觀察到，并且在神經發育中也已被指出。此外，在造血干細胞中也觀察到了非CpG甲基化，主要發生在CpApC序列的背景下。

胞嘧啶甲基化是在真核生物和原核生物普遍存在的，盡管胞嘧啶DNA甲基化的速度在物種之間有很大的不同：在擬南芥中胞嘧啶有14％被甲基化，絨泡：4％至8％，小家鼠：7.6％，大腸桿菌：2.3％，果蠅：0.03％，粘菌：0.006％，并且在秀麗隱桿或真菌如釀酒酵母和粟酒裂殖酵母(但不是N.crassa)中幾乎不存在甲基化現象(0.0002至0.0003％)。在細菌，植物和最近的哺乳動物DNA中均觀察到了腺嘌呤甲基化。

目前，在對于DNA甲基化表觀修飾的識別方法中，一般是需要額外對DNA樣本進行處理，無法實現單分子、單堿基水平DNA甲基化修飾精確檢測。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提供的一種DNA甲基化表觀修飾的識別方法、識別設備及存儲介質，無需額外的對DNA樣本進行處理，可以直接基于原始電信號解析DNA甲基化表觀修飾，實現單分子、單堿基水平DNA甲基化修飾精確檢測。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案如下：

根據本發明實施例的一個方面，提供的一種DNA甲基化表觀修飾的識別方法，所述方法包括：

通過固態納米孔測序獲取待甲基化堿基識別的甲基化物種原始電信號；

采用預設算法解析識別所述原始電信號，進行甲基化堿基識別。

在一個可能的設計中，在所述通過固態納米孔測序獲取待甲基化堿基識別的甲基化物種原始電信號之前，所述方法包括：按照不同物種構建不同物種的堿基識別模型，通過所述堿基識別模型確定待甲基化堿基識別的甲基化物種。

在一個可能的設計中，所述預設算法包括：對無甲基化物種的原始電信號采用循環神經網絡進行訓練，得到訓練后循環神經網絡；采用所述訓練后循環神經網絡，對待甲基化堿基識別的甲基化物種原始電信號進行甲基化堿基識別。

在一個可能的設計中，所述對無甲基化物種的原始電信號采用循環神經網絡進行訓練，得到訓練后循環神經網絡；包括：

將無甲基化物種的原始電信號Event特征值作為k-mers標簽輸入到循環神經網絡進行訓練；