DEtail-Seq：绘制多物种减数分裂DNA断裂图谱的利器

Science China Life Sciences近日在线发表了来自清华大学孙前文团队联合广州医科大学李卫团队、北京大学第三医院姜辉团队以及中国农业科学院深圳农业基因组研究所徐炜团队的合作研究成果“DEtail-Seq is an Ultra-efficient and Convenient Method for Meiotic DNA Break Profiling in Multiple Organisms”。该研究开发了一种全新的DNA断裂位点检测技术，名为DEtail-seq（DNA End tailing and sequencing）。

在真核生物中，减数分裂是有性繁殖所需的一个基本过程。在减数分裂过程中，Spo11诱导的程序性DNA双链断裂（DSB），进而启动减数分裂重组使得同源染色体之间的遗传物质交换，极大地促进了遗传多样性。因此，绘制精细的减数分裂DNA双链断裂图谱，对人们了解减数分裂同源重组机制至关重要。

Spo11诱导的减数分裂DSB可分为三部分：DNA断裂上游末端、DNA断裂下游末端和Spo11结合的寡核苷酸。其中DNA断裂上下游末端均为3’悬臂结构形式（图1A）。此前报道的用于减数分裂DSB检测的若干种方法，存在灵敏度低、操作繁琐、精度不足等问题。

为解决上述问题，研究者们开发了DEtail-seq技术（图1B）：首先通过对DNA断裂得3’末端端直接连接测序接头，再通过片段化、第二链延伸、第二接头连接等一系列步骤，完成最终的文库构建，经测序及数据分析后获得DNA断裂3’端的位置信息。通过分析特定限制性内切酶切割位点末端数据，研究者证实DEtail-seq技术具有极高的分辨率，可以做到单核苷酸或接近单核苷酸水平的分辨率（图1C）。

基于DEtail-seq技术，研究者在酿酒酵母（图2A）、小鼠（图2B）以及人类生殖细胞（图2C）中检测了减数分裂DNA断裂的基因组分布，并揭示一系列减数分裂DSB的新特征。小鼠数据的分析结果显示，细线期/偶线期的减数分裂DSB信号富集于细线期新生成的组蛋白H3K4me3修饰位点（图2B）。对人的断裂图谱数据的分析表明，减数分裂DSB信号富集于含CTCF的增强子区域（图2C）。

以上结果表明，DEtail-seq技术可以为各个物种的减数分裂图谱提供强大的工具，其广泛应用将有望更进一步深入研究减数分裂过程中遗传物质交换的详细分子机制。

中国农业科学院深圳农业基因组所徐炜研究员、广州医科大学刘超研究员及北京大学第三医院张哲副研究员为该论文共同第一作者，清华大学孙前文副教授、广州医科大学李卫教授、北京大学第三医院姜辉教授及中国农业科学院深圳农业基因组所徐炜研究员为共同通讯作者。本研究工作得到了国家自然科学基金、中国农业科学院青年创新专项及清华大学-北京大学生命科学联合中心的支持。

研究详情请见原文：

DEtail-Seq is an Ultra-efficient and Convenient Method for Meiotic DNA Break Profiling in Multiple Organisms

原文链接：https://doi.org/10.1007/s11427-022-2277-y

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