DNAメチル化
WGBS法は、MSP法と同じく重亜硫酸ナトリウム (sodium bisulfite) を利用する。重亜硫酸ナトリウムによる処理で非メチル化シトシンのみをウラシルに変換したDNA断片を、DNAシークエンサーで配列決定することで、ゲノムワイドに一塩基の解像度でシトシンのメチル化率を決定することができる。ウラシルに変換された非メチル化シトシンはチミンとして読み出されるため、リファレンスゲノムへのマッピングにはWGBS法に対応したマッピングソフト (Bismark, BSMAP など) を使用する必要がある。
DNAメチル化は正常な発生に必須であり、遺伝子刷り込みやX染色体の不活性化、反復因子の抑制、発癌 (carcinogenesis) など多くの鍵段階と関係している。
ほ乳類で全てのCpG部位の60-90%はメチル化されている。メチル化シトシン残基は自発的にアミノ基が取り去られチミン残基となる。ゆえに、CpGジヌクレオチドは次々にTpGジヌクレオチドへと変異する。これは、ヒトゲノムにおいてCpGジヌクレオチドの出現頻度が低いことから明らかである(CpGジヌクレオチドは予想される頻度のたった21%しか存在しない)。一方、非メチル化シトシンの自発的な脱アミノ化ではウラシル残基が生じるが、この変異は細胞にすばやく認識、修復される。
非メチル化CpGはしばしば、多くの遺伝子の5' 調節領域(英語版)に存在するCpG アイランドと呼ばれるクラスターとして集められている。がんなど多くの疾患プロセスでは、遺伝子プロモーターであるCpG アイランドが異常な過剰メチル化を受け、結果として細胞分裂による娘細胞に受け継がれる遺伝子サイレンシングが起こる。DNAメチル化の変化は、がんの発達の重要な要素と認識されている。過剰メチル化がプロモーターと関連していて遺伝子(がん抑制遺伝子)サイレンシングを起こすのに対して、低メチル化は一般的に初期に起こる染色体の不安定性や刷り込みの喪失と関連している。
Law J, Jacobsen SE (2010). “Establishing, maintaining and modifying DNA methylation patterns in plants and animals”. Nat. Rev. Genet. 11 (3): 204–220. doi:10.1038/nrg2719. PMC 3034103. PMID 20142834. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3034103/.
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