2024年8月13日，Illumina新CEO Jacob Thaysen带领CTO Steve Barnard和CFO Ankur Dhingra召开名为Illumina新战略的发布会。其中，里面一个重要的革新性技术就是5-Base Genome。我们收集了下这个技术的相关信息，跟各位股东做个汇报。常规甲基化检测，是通过重亚硫酸盐和酶将待测碱基进行转化，然后进行测序。这里面的化学变化你不用记，只需要知道这个过程会将未甲基化的C（胞嘧啶）转化为T（胸腺嘧啶）。而Illumina的方案则不同，它是将甲基化的C转化为T。人类基因组约有2800万CpG位点，约70%~80%的CpG二核苷酸处于甲基化状态，除此之外其他区域甲基化水平是比较低的。这就造成了一个问题，经过常规重亚硫酸盐转化后的文库会碱基极度不平衡，进而造成测序质量降低。这就是为啥甲基化测序要加平衡文库的原因，不过，据说华大、Illumina、Element都解决这个问题了。而Illumina的方案就比较简单，只是转化了甲基化的C，并不会对碱基平衡性造成巨大的破坏。说实话，我本来以为的5-base genome是直接能在测序端解决甲基化检测的。在2023年这篇ncb的文章中，我们发现了与Illumina 5-base genome类似的方法学。该团队开发了一种名为direct methylation sequencing (DM-Seq)的技术，DM-Seq技术的核心在于两个关键步骤：首先，使用一种新形态的DNA甲基转移酶（CxMTase M.MpeI N374K）和一种S-腺苷-L-蛋氨酸（SAM）类似物（CxSAM）来生成5-羧甲基胞嘧啶（5cxmC），这种修饰的胞嘧啶能够抵抗脱氨酶A3A的脱氨基作用；其次，通过脱氨酶A3A对5mC进行特异性脱氨基，将其转化为胸腺嘧啶（T），从而在测序过程中直接检测5mC。好的，其实你上面的都不用看，只需要知道，DM-seq也是将甲基化的C转化为T就可以了。目前，还没有看到Illumina是否与文章单位宾州大学（University of Pennsylvania）是否合作了。不过嘛，即便是同一个技术路线，用的酶不同似乎也没毛病。跟真实的商战一样，甭管想象中多牛X，总要面对现实。甲基化测序就是这样，费劲吧啦开发个新测序技术不如把前处理整合整合。通过算法，Illumina的5-base genome还能同时兼顾突变的检测。相关资料：注1：https://www.illumina.com/science/genomics-research/innovation-roadmap.html
注2：https://doi.org/10.1038/s41589-023-01318-1
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