技术允许在尺度上映射单个细胞的表观遗传信息

　　

 

   

组蛋白是与DNA结合并保存有助于打开或关闭单个基因的信息的微小蛋白质。

即使我们体内的所有细胞都含有与DNA完全相同的遗传信息，它们也会以不同的方式读取和执行这些信息。例如，大脑中的神经元读取DNA的方式不同于皮肤细胞或脂肪细胞。表观遗传学在遗传信息的解释中起着至关重要的作用，并允许细胞执行专门的功能。

组蛋白的修饰是一种表观遗传信息。将组蛋白连接到弦上的DNA样珠子上，并将其装饰为“表观遗传贴纸”。这些贴纸标记应该打开或关闭哪些基因。总之，该系统协调以确保在正确的位置和时间以及正确的细胞中打开或关闭数千个基因。

卡罗林斯卡研究所的研究人员已经开发出一种技术，可以同时检查不同版本的组蛋白如何与数万个单个细胞中的基因组结合。该技术应用于小鼠大脑，可用于研究其他复杂组织中单细胞水平的表观遗传学。该研究发表在“Nature Biotechnology”杂志上。

卡罗林斯卡研究所医学生物化学与生物物理系博士后研究员Marek Bartosovic说：“这项技术将成为研究在表观遗传水平上使细胞彼此不同的重要工具。我们预计它将在广泛的生物医学界广泛应用于各种研究领域。”

为了更好地了解细胞如何变得不同和专业化，重要的是要知道DNA的哪些部分在每个器官以及该器官内的每个细胞中都用哪个组蛋白“贴纸”标记。直到最近，还不可能观察单个细胞的组蛋白修饰。为了检查一种特定细胞类型中的组蛋白修饰，将需要非常大量的细胞和繁琐的细胞分离方法。一种细胞类型的最终表观遗传组蛋白谱将是数千个细胞的平均视图。

在这项研究中，研究人员描述了一种方法，该方法引入了一种在单个细胞和大规模中以前所未有的细节观察组蛋白修饰的新方法。通过偶联和进一步优化其他表观基因组学技术，研究人员能够根据其组蛋白谱鉴定小鼠脑细胞的基因调控原理。

“我们的方法——单细胞切割和标记（single-cell CUT&Tag）——可以同时检查数万个单细胞，以无与伦比的分辨率对复杂组织中的表观遗传信息进行公正的观察，”卡罗林斯卡研究所医学生物化学与生物物理系副教授Gonçalo Castelo-Branco说。“接下来，我们希望在人脑中应用单细胞切割和标记，包括发育和各种疾病。例如，我们想调查哪些表观遗传过程在多发性硬化症期间导致神经变性，以及我们是否能够操纵这些过程以减轻疾病。”

原文检索：Single-cell CUT&Tag profiles histone modifications and transcription factors in complex tissues

# # #