[发明专利]基于基因突变和DNA甲基化特征判定衰老程度的方法

说明书

本发明涉及一种基于基因突变和DNA甲基化特征判定衰老程度的方法，步骤如下：S1，采集样品在前后两个时间段的DNA信息并对其进行DNA甲基化测序；S2，筛选测序数据的reads并进行数据检验获取对应时间段的DNA甲基化信息和突变信息；S3，判定DNA甲基化差异位点，确定突变落在CpG附近1bp位置上的突变信息，并计算出DNA甲基化率，若检测到的DNA甲基化率下降超过30％或在后样品的DNA甲基化率低于10％则判定为衰老锁，之后通过衰老锁判定衰老程度，衰老锁是在CpG位点附近1bp范围内发生DNA甲基化丢失的现象。该发明能利用基因组上DNA突变信息和DNA甲基化修饰信息的数据特征来判定机体的衰老程度。

技术领域

本发明涉及基因学领域，尤其是一种基于基因突变和DNA甲基化特征判定衰老程度的方法。

背景技术

单核苷酸突变是生物个体体细胞突变的一种常见形式，通常研究认为体细胞突变会随着年龄的增长而积累，会进一步造成细胞机能的下降，造成衰老。其分子机制一般认为有两种，一种是基因复制过程中的错配未得到及时修复，造成突变碱基在体细胞发育过程中累积，另外一种情况为细胞中胞嘧啶在去甲基化的过程中由于脱氨基作用造成胞嘧啶转化成为胸腺嘧啶。这个步骤中Aid/Apobec基因可以将甲基化的胞嘧啶(mC)转化为T胸腺嘧啶，在DNA双链上产生一个T/G的错配。在动物中，利用DME/ROS1相关酶切入脱碱基位点，在这个过程中，已经脱去碱基位点将整个切除，在DNA上产生一个缺口。通过DNA修复机制，缺失的位点被重新补齐，重新加入一个没有修饰的C胞嘧[1]。在这种脱甲基化的机制下，当DNA修复机制受到细胞微环境影响之后相关修复机制却没受到影响，会造成体细胞内大量C-T突变的积累。在基因组层面上发生的DNA突变会进一步造成RNA转录和蛋白层面的老化的影响。

另外一个方面，DNA甲基化是调控基因表达的重要控制因素，在基因组上CpG碱基一般处于高甲基化状态，这些位点多在异染色质区域，一般和重复转录元件有关系。而没有高甲基化的CpG位点一般成簇的聚集在一起，称之为CpG岛，往往CpG岛存在的位置会有大量的转录酶的结合位点，在衰老个体中，CpG岛相对于年轻个体有更高的DNA甲基化的修饰。DNA甲基化的异常会导致染色质构象的改变，进一步造成对应的RNA无法转录或者蛋白失活。

基因突变和DNA甲基化修饰的变化都是造成机体、组织或者体细胞老化的重要影响因素，但在现有技术中却无法对老化程度进行客观准确的判定。

发明内容

针对现有的不足，本发明提供一种基于基因突变和DNA甲基化特征判定衰老程度的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于基因突变和DNA甲基化特征判定衰老程度的方法，步骤如下：

S1，采集样品在前后两个时间段的DNA信息并对其进行DNA甲基化测序；

S2，筛选测序数据的reads并进行数据检验获取对应时间段的DNA甲基化信息和突变信息；

S3，判定DNA甲基化差异位点，确定突变落在CpG附近1bp位置上的突变信息，并分别统计支持甲基化和不支持甲基化的reads，计算出DNA甲基化率，若检测到的DNA甲基化率下降超过30％或在后样品的DNA甲基化率低于10％则判定为衰老锁，之后通过衰老锁判定衰老程度，所述衰老锁是在CpG位点附近1bp范围内发生DNA甲基化丢失的现象。

作为优选，所述S1步骤中还进行有基因组测序。

作为优选，所述测序数据的筛选包括如下步骤：

S2a，对测序的原始数据进行数据清洗去除测序质量低的片段；

S2b，将前后两个时间段的基因组数据进行比对，筛选出比对测试质量mapq＞30比对上的reads。

作为优选，所述数据检验是Fisher精确检验、卡方检验、负二项式检验中的任意一种。