[發明專利]基于基因突變和DNA甲基化特征判定衰老程度的方法

在審

• 申請號: 202110832446.0
• 申請日: 2021-07-22
• 公開（公告）號: CN113528648A
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 吉冠玉;吉紅玉;鄭樹凱;劉彩霞;袁曉龍;陳惟
• 申請（專利權）人: 深圳市精篤健康科技有限公司
• 主分類號: C12Q1/6883
• 分類號: C12Q1/6883
• 代理公司: 深圳市科冠知識產權代理有限公司 44355
• 代理人: 王久明

本發明涉及一種基于基因突變和DNA甲基化特征判定衰老程度的方法，步驟如下：S1，采集樣品在前后兩個時間段的DNA信息并對其進行DNA甲基化測序；S2，篩選測序數據的reads并進行數據檢驗獲取對應時間段的DNA甲基化信息和突變信息；S3，判定DNA甲基化差異位點，確定突變落在CpG附近1bp位置上的突變信息，并計算出DNA甲基化率，若檢測到的DNA甲基化率下降超過30％或在后樣品的DNA甲基化率低于10％則判定為衰老鎖，之后通過衰老鎖判定衰老程度，衰老鎖是在CpG位點附近1bp范圍內發生DNA甲基化丟失的現象。該發明能利用基因組上DNA突變信息和DNA甲基化修飾信息的數據特征來判定機體的衰老程度。

技術領域

本發明涉及基因學領域，尤其是一種基于基因突變和DNA甲基化特征判定衰老程度的方法。

背景技術

單核苷酸突變是生物個體體細胞突變的一種常見形式，通常研究認為體細胞突變會隨著年齡的增長而積累，會進一步造成細胞機能的下降，造成衰老。其分子機制一般認為有兩種，一種是基因復制過程中的錯配未得到及時修復，造成突變堿基在體細胞發育過程中累積，另外一種情況為細胞中胞嘧啶在去甲基化的過程中由于脫氨基作用造成胞嘧啶轉化成為胸腺嘧啶。這個步驟中Aid/Apobec基因可以將甲基化的胞嘧啶(mC)轉化為T胸腺嘧啶，在DNA雙鏈上產生一個T/G的錯配。在動物中，利用DME/ROS1相關酶切入脫堿基位點，在這個過程中，已經脫去堿基位點將整個切除，在DNA上產生一個缺口。通過DNA修復機制，缺失的位點被重新補齊，重新加入一個沒有修飾的C胞嘧[1]。在這種脫甲基化的機制下，當DNA修復機制受到細胞微環境影響之后相關修復機制卻沒受到影響，會造成體細胞內大量C-T突變的積累。在基因組層面上發生的DNA突變會進一步造成RNA轉錄和蛋白層面的老化的影響。

另外一個方面，DNA甲基化是調控基因表達的重要控制因素，在基因組上CpG堿基一般處于高甲基化狀態，這些位點多在異染色質區域，一般和重復轉錄元件有關系。而沒有高甲基化的CpG位點一般成簇的聚集在一起，稱之為CpG島，往往CpG島存在的位置會有大量的轉錄酶的結合位點，在衰老個體中，CpG島相對于年輕個體有更高的DNA甲基化的修飾。DNA甲基化的異常會導致染色質構象的改變，進一步造成對應的RNA無法轉錄或者蛋白失活。

基因突變和DNA甲基化修飾的變化都是造成機體、組織或者體細胞老化的重要影響因素，但在現有技術中卻無法對老化程度進行客觀準確的判定。

發明內容

針對現有的不足，本發明提供一種基于基因突變和DNA甲基化特征判定衰老程度的方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種基于基因突變和DNA甲基化特征判定衰老程度的方法，步驟如下：

S1，采集樣品在前后兩個時間段的DNA信息并對其進行DNA甲基化測序；

S2，篩選測序數據的reads并進行數據檢驗獲取對應時間段的DNA甲基化信息和突變信息；

S3，判定DNA甲基化差異位點，確定突變落在CpG附近1bp位置上的突變信息，并分別統計支持甲基化和不支持甲基化的reads，計算出DNA甲基化率，若檢測到的DNA甲基化率下降超過30％或在后樣品的DNA甲基化率低于10％則判定為衰老鎖，之后通過衰老鎖判定衰老程度，所述衰老鎖是在CpG位點附近1bp范圍內發生DNA甲基化丟失的現象。

作為優選，所述S1步驟中還進行有基因組測序。

作為優選，所述測序數據的篩選包括如下步驟：

S2a，對測序的原始數據進行數據清洗去除測序質量低的片段；

S2b，將前后兩個時間段的基因組數據進行比對，篩選出比對測試質量mapq＞30比對上的reads。

作為優選，所述數據檢驗是Fisher精確檢驗、卡方檢驗、負二項式檢驗中的任意一種。