WGBS技术，全称为：Whole Genome Bisulfite Sequencing，2008年3月Shawn J. Cokus和Suhua Feng首次用WGBS对拟南芥全基因组甲基化水平进行了测定（Shawn J. Cokuset al., 2008），它是一种单碱基分辨率鉴定全基因组范围内DNA甲基化水平的技术。该技术主要通过对DNA样本进行亚硫酸盐处理，未甲基化的胞嘧啶(C)被亚硫酸盐转化为尿嘧啶(U)，而甲基化的胞嘧啶则不受影响。转化后的DNA随后进行文库构建和高通量测序，通过比较处理后的DNA序列与参考基因组序列的差异，可以准确地定位和量化DNA甲基化位点。
通过WGBS技术可深入理解甲基化在基因表达调控、生长发育以及疾病形成中的作用，是表观遗传学研究的高效工具。WGBS能为基因组DNA甲基化时空特异性修饰的研究提供重要技术支持，能广泛应用在个体发育、衰老和疾病等生命过程的机制研究中，也是各物种甲基化图谱研究的首选方法。
关于WGBS文库构建，主要分为以下几步：
1、高质量基因组DNA提取;
2、亚硫酸盐处理基因组DNA;
3、文库构建;
4、测序;
5、数据的生物信息分析，鉴定全某因组5mC位点。
DNA甲基化是重要的表观遗传修饰，在肿瘤基因表达调控中发挥关键作用。然而，传统研究策略通常采用CpG位点甲基化平均水平作为评估标准，存在重要缺陷：仅考虑甲基化的整体水平，忽略了单个DNA分子上的甲基化分布模式，相同的平均甲基化水平可能对应截然不同的转录调控效果。针对这一瓶颈，中国科学院分子细胞科学卓越创新中心与上海交通大学医学院附属瑞金医院的研究团队利用全基因组亚硫酸盐测序（WGBS）技术开展了系统性研究[1]。该团队对11种中国人群常见实体瘤样本进行了深度WGBS测序，绘制了高精度的DNA甲基化单体图谱，鉴定出81,567个DNA甲基化单体水平上的共甲基化区间——甲基化单体块（Methylation Haplotype Blocks, MHBs）。核心发现表明，肿瘤MHB富集了肿瘤特异性调控元件，与G2/M检查点、MYC靶基因和E2F信号通路等致癌通路显著相关；肿瘤MHB还可用于分析肿瘤DNA甲基化异质性，并可成为复杂癌症早期预警和液体活检的高度特异性潜在标志物。该案例充分展现了WGBS技术在突破传统甲基化分析瓶颈、精准绘制肿瘤表观基因组图谱、推动多癌种液体活检标志物开发中的核心应用价值。
[1] Zhang Z, Hong Y, Zhang S, et al. Toward the DNA methylation haplotype map of 11 common solid cancers. Cell Rep. 2025;44(9):116197. doi:10.1016/j.celrep.2025.116197
