该文档属于类型a，即报告了一项原创研究。以下是针对该研究的学术报告：
本研究由Ye Cai、Huifen Cao、Fang Wang、Yufei Zhang和Philipp Kapranov共同完成，研究团队来自华侨大学医学院基因组学研究所。该研究于2022年9月23日发表在《Nature Communications》期刊上，文章标题为“Complex genomic patterns of abasic sites in mammalian DNA revealed by a high-resolution ssingle-AP method”。
DNA损伤在生物学和疾病中扮演着重要角色，但不同类型的DNA损伤如何影响细胞功能仍不明确，主要原因在于缺乏高分辨率的方法来定位这些损伤在复杂基因组（如哺乳动物基因组）中的位置。本研究旨在开发并验证一种名为ssingle-AP的高分辨率方法，用于在全基因组范围内定位一种常见的DNA损伤——脱碱基位点（Abasic sites, AP sites）。AP位点是DNA损伤中最常见的类型之一，每个哺乳动物细胞中估计存在50,000至200,000个AP位点。未修复的AP位点会阻碍DNA复制和转录，并导致突变，与多种人类疾病相关。
研究团队开发了ssingle-AP方法，该方法基于先前开发的ssingle技术，能够以单核苷酸分辨率定位单链断裂（Single-strand breaks, SSBs）。ssingle-AP方法利用商业化的酶——脱嘌呤/脱嘧啶内切酶（APE1），将AP位点转化为SSBs，然后通过ssingle技术进行定位。为了验证方法的准确性，研究团队在人类基因组DNA中加入了含有AP位点的细菌DNA片段作为对照，并通过一系列实验验证了方法的背景噪音、特异性和精度。
研究团队将ssingle-AP方法应用于6种不同年龄小鼠的6种组织（骨髓、脑、心脏、肝脏、外周血单核细胞和精子）以及人类癌细胞系（Hela和K562）。通过对这些样本的全基因组AP位点分布进行分析，研究团队发现AP位点在哺乳动物基因组中呈现非随机分布，并在特定基因组位置（如外显子、启动子和增强子）动态富集。
研究团队通过高通量测序技术（Next-generation sequencing, NGS）对ssingle-AP方法生成的文库进行测序，并通过数据分析流程去除PCR重复和未特异性比对reads，最终确定了AP位点的位置。研究团队还通过模拟随机AP数据集验证了热点（Hotspots）的存在，并分析了AP位点在不同基因组特征（如重复序列、外显子、启动子等）中的富集情况。
研究发现，AP位点在哺乳动物基因组中呈现非随机分布，并在特定基因组位置（如外显子、启动子和增强子）动态富集。此外，AP位点在不同组织中的分布存在显著差异，尤其是在脑和肝脏中，AP位点的数量显著低于其他组织。
研究发现，AP位点的分布与基因表达水平密切相关。高表达基因的外显子和内含子中AP位点的富集程度显著高于低表达基因。此外，AP位点在模板链和非模板链上的分布也受到基因表达水平的影响，非模板链上的AP位点富集程度更高。
研究发现，AP位点在某些单核苷酸位置上显著富集，这些位置被称为AP位点热点。大多数热点是样本特异性的，但部分热点在多个样本中共享，尤其是在胚胎启动子和增强子中显著富集。研究还发现，热点在功能基因组元件（如外显子和调控区域）中的富集程度随着检测深度的增加而增加。
研究发现，AP位点与序列变异（如单核苷酸多态性（SNPs）和插入）显著相关，尤其是在插入位点的富集程度最高。这一发现表明，未修复或错误修复的AP位点可能导致突变。
本研究开发并验证了ssingle-AP方法，能够以高分辨率和低背景噪音在全基因组范围内定位AP位点。研究揭示了AP位点在哺乳动物基因组中的非随机分布模式，并发现AP位点的分布受到基因表达、年龄和组织类型的显著影响。此外，研究还发现了AP位点热点的存在，并揭示了AP位点与序列变异之间的关联。这些发现不仅深化了我们对DNA损伤复杂性的理解，还为未来研究DNA损伤与疾病之间的关系提供了重要的方法学支持。
研究还发现，AP位点在脑和肝脏中的分布模式与其他组织显著不同，尤其是在重复序列和功能基因组元件中的富集程度较低。这一发现可能与脑和肝脏中DNA修复效率的差异有关。此外，研究还发现，AP位点的分布与线粒体基因组的复制模式密切相关，尤其是在重链（H链）上的富集程度显著高于轻链（L链）。
这篇研究不仅提供了关于AP位点分布的新见解，还为未来研究DNA损伤与疾病之间的关系提供了重要的方法学支持。