我国迷信家完成单细胞表不雅组学新冲破：两种改革单细胞ChIP

在国度重点研发筹划“及转化”重点专项（同意号：2017YFA0103402）等赞助下，北京年夜学分子医学研讨所、北年夜-清华性命迷信结合中间何爱彬课题组近期冲破单细胞表不雅研讨的瓶颈，开辟了两种具有普适性、操作复杂、作风悬殊的单细胞ChIP-seq技巧，可顺应于分歧课题研讨须要，解析发育与疾病形态下细胞命运决议调控机制。这两项技巧辨别于2019年8月27日在Molecular Cell和2019年9月3日在Nature Cell Biology在线揭橥。研讨论文标题辨别为“CoBATCH for high-throughput single-cell epigenomic profiling”和“Profiling chromatin state by single-cell itChIP-seq”。

多细胞生物体由具有雷同基因组的分歧细胞类型构成，在器官组织发育进程中，细胞形态和细胞命运决议的机制不断是范畴广泛关怀的成绩。无论在发育进程照样疾病形态下，表不雅身分（不改动DNA序列的情形下却能惹起基因表达变更或表型）在细胞命运决议中起着指点性感化。细胞类型和功效异质性往往经过调控基因表达来完成。今朝研讨多集中在单细胞转录组程度，单细胞程度解析表不雅调控机制也鲜有报道，而从单细胞、全基因组规模研讨组卵白润饰和转录因子若何掌握细胞谱系产生、命运决议则尚属空白。

技巧的改革为解析细胞命运决议的机制带来了新的能够性。染色质免疫共沉淀（ChIP-seq）是研讨表不雅调控的主要技巧手腕，可以在全基因组规模内捕捉DNA-卵白质的互相感化。但受限于试验道理和仪器装备，ChIP-seq技巧在单细胞程度的研讨和使用不断停顿迟缓，今朝还缺少一种具有普适性、易操作、高质量的单细胞ChIP-seq技巧。为处理这一技巧难题，该研讨组采取分歧的试验战略，开辟出两种新型单细胞ChIP-seq技巧，并将其定名为CoBATCH和sc-itChIP。前者应用交融卵白PAT（Protein A-Tn5）辨认和切割抗体联合的特定基因组区域，并联合组合条形码标志单细胞技巧，完成了高通量的单细胞捕捉；后者应用Tn5平均切割基因组，随后用免疫共沉淀富集目标基因组片断。研讨者用CoBATCH单细胞技巧初次解析了小鼠胚胎10个分歧器官（心脏、肝脏、肺、左脑、右脑、后脑、肾脏、皮肤、肌肉和小肠）的内皮细胞谱系发育、分化和功效的异质性。经过整合单细胞itChIP和单细胞转录组数据，研讨者提醒了心脏向心肌和内皮细胞分化进程中细胞类型特异性加强子对细胞命运决议的调控机制。

新技巧引领性命迷信的成长，该课题组不只开辟了合适高通量样品的单细胞ChIP-seq技巧——CoBATCH，也开辟出单细胞itChIP技巧用于捕捉肇端量只要几十个单细胞的样品，这为研讨稀疏细胞样品例如植入前胚胎等的表不雅调控异质性供给了新的技巧办法。这两种单细胞ChIP-seq将为处理细胞命运决议等最实质的发育生物学成绩以及解析庞杂的疾病产生进程供给强无力的技巧手腕。

北京年夜学何爱彬研讨员为这两篇文章的通信作者。(100yiyao.com）