Antonio Lentini (t.v) och Colm Nestor (mitten) har tillsammans med forskarkollegor hittat svagheter i en välanvänd metod. Foto: Thor Balkhed/LiUVarje cell i kroppen har samma DNA-sekvens i arvsmassan. Men olika celltyper använder olika grupper av gener. Därför behövs ytterligare signaler som talar om vilka gener som ska användas i varje typ av cell. Signalerna består av olika kemiska grupper som placeras på DNA-sekvensen, liknande flaggor. Dessa kemiska modifieringar av DNA bildar en del av det som brukar kallas den ’epigenetiska koden’. Epigenetiska skillnader mellan individer har betydelse vid kroppens normala utveckling, men det har även visat sig ha betydelse vid många sjukdomar, exempelvis cancer.
Den snabba tekniska utvecklingen inom området har gjort det möjligt för forskare att på allt kortare tid läsa av genetisk information och analysera allt större mängder data, eller ”big data”. Genom att jämföra den epigenetiska profilen hos tusentals individer samtidigt kan forskare hitta små skillnader som eventuellt samverkar vid olika sjukdomar.
I den aktuella studien har forskarna upptäckt en brist i en av de vanligaste metoderna som används inom epigenetisk forskning, DNA-immunoprecipitationssekvensering (DIP-seq). Metoden går ut på att plocka ut de delar av DNA som bär en specifik epigenetisk flagga. Till detta använder man olika antikroppar, som känner igen och binder just den specifika kemiska strukturen. Därefter sorteras antikropparna ut, och DNA-sekvenserna som de har bundit till läses av, eller sekvenseras. LiU-forskarna upptäckte att vissa epigenetiska markörer alltid dök upp på samma ställe, även på DNA som inte borde ha de epigenetiska flaggorna.
– Vår upptäckt belyser hur viktigt det är att validera metoder i forskning där teknik med hög kapacitet används. Utan sådan noggrannhet i experimenten kan utbredda fel gömma sig i data, dolda på grund av att de upprepas i många studier, säger Colm Nestor, biträdande lektor vid Institutionen för klinisk och experimentell medicin, Linköpings universitet.
Genom att analysera mer än 125 befintliga dataset avslöjade Nestors forskargrupp att DIP-seq fångade in DNA-sekvenser som inte hade några epigenetiska markörer. Dessa falskt positiva signaler, som enligt studien utgör 50–90 procent av de bundna DNA-regionerna, påverkade vissa dataset mer än andra.
Colm Nestor. Foto: Thor Balkhed
– Nu när vi känner till att det här felet uppstår, är det väldigt enkelt att åtgärda. Dessutom, genom att korrigera för felet blir det möjligt att göra nya upptäckter från den stora mängd epigenetiska data som redan finns tillgänglig, säger Colm Nestor.
Den stora merparten av resultat från befintliga studier är dock fortfarande korrekta, menar forskarna.
– Vi ska fortsätta att använda de här metoderna, men korrigera för felen genom att designa experimenten på lämpligt sätt, säger Colm Nestor.
Studien har gjorts i samarbete med forskare vid the MRC Human Genetics Unit vid Institute of Genetics and Molecular Medicine, University of Edinburgh, Storbritannien. Forskningen har finansierats med stöd av Vetenskapsrådet, Cancerfonden och the Medical Research Council i Storbritannien.
Artikel: “A reassessment of DNA immunoprecipitation-based genomic profiling”, Antonio Lentini, Cathrine Lagerwall, Svante Vikingsson, Heidi K. Mjoseng, Karolos Douvlataniotis, Hartmut Vogt, Henrik Green, Richard R. Meehan, Mikael Benson och Colm E. Nestor, Nature Methods, publicerad online 25 juni 2018, doi: 10.1038/s41592-018-0038-7
