Cell：新研讨构建出人类基因组中的单细胞染色质图谱

起源：本站原创 2021-11-22 16:41

在一项新的研讨中，来自美国加州年夜学圣地亚哥分校的研讨职员为人类基因组构建出单细胞染色质图谱。染色质是真核细胞中发现的由DNA和卵白构成的复合物；在某些细胞核内，症结基因调控元件地点的染色质区域以开放的构造呈现。在分歧人类组织类型的细胞中准确地确定这些可拜访的染色质区域将是懂得基因调控元件（非编码DNA）在人类安康或疾病中的作用的紧张一步。

2021年11月22日讯/BIOON/---在一项新的研讨中，来自美国加州年夜学圣地亚哥分校的研讨职员为人类基因组构建出单细胞染色质图谱。染色质是真核细胞中发现的由DNA和卵白构成的复合物；在某些细胞核内，症结基因调控元件地点的染色质区域以开放的构造呈现。在分歧人类组织类型的细胞中准确地确定这些可拜访的染色质区域将是懂得基因调控元件（非编码DNA）在人类安康或疾病中的作用的紧张一步。相关研讨成果于2021年11月12日在线颁发在Cell期刊上，论文题目为“A single-cell atlas of chromatin accessibility in the human genome”。

关于迷信家来们说，俗称“性命之书”的人类基因组年夜部门是未撰写的。或许至多是没有读取过。尽管迷信界对构建人类所需的一切卵白编码基因给出了一个有名的（近似）数字，即年夜约20000多个，但这一估量并没有真正开端解释这种基因组构建进程毕竟是若何运作的，或许在疾病的环境下，它若何能够呈现成绩。

论文通信作者、加州年夜学圣地亚哥分校表观中间主任Bing Ren博士说，“人类基因组在20年前被测序，但解释这部性命之书的意义仍旧具备挑战性。一个次要的起因是，人类DNA序列的年夜部门，超过98%，都长短卵白编码的，咱们还没有一本暗码书来解开嵌入在这些序列中的信息。”换句话说，这有点像晓得章节题目，但页面的别的部门仍是空缺。

填补这些空缺的尽力普遍地体当初一项正在进行的国内尽力中，即DNA元件百科全书（Encyclopedia of DNA Elements, ENCODE）。特殊是，Ren及其共事们已研讨了染色质的作用和功效。作为由DNA和卵白构成的复合物，染色质在真核细胞的细胞核内造成染色体。

DNA携带着细胞的指令。染色质中的次要卵白，称为组卵白，帮忙将DNA牢牢包裹在一个紧凑的构造中，以顺应细胞核。（每个细胞核中年夜约有6英尺长的DNA，每团体体内年夜约有100亿英里长的DNA）。染色质中DNA包裹方式的变动与DNA复制和基因表白无关。

在对小鼠进行研讨后，Ren及其单干者将注意力转向人类基因组中染色质的单细胞图谱。他们对来自多个捐献者的30种成年人类组织类型的60多万团体类细胞进行了检测，然后将这些信息与来自15种胎儿组织类型的相似数据联合起来，提醒了222种分歧细胞类型中年夜约120万个候选顺式调控元件的染色质状态。

论文独特作者、加州年夜学圣地亚哥分校表观基因组学中间单细胞副主任Sebastian Preissl博士说，“最初的挑战之一是为如斯多样的样本类型确定最佳的试验前提，特殊是思索到每种组织的共同组成和对均浆化的敏理性。”

顺式调控元件长短编码DNA区域，调理相邻基因的转录（将一段DNA序列复制成RNA）。转录是将信息转化为行为的根本进程。

论文独特作者、加州年夜学圣地亚哥分校医学院儿科系助理传授Kyle J. Gaulton博士说，“过来十年的研讨已确定，非编码DNA的序列变异是人类群体中多基因性状和疾病的一个症结驱动因素，如、阿尔茨海默病和性疾病。”

图片来自Cell, 2021, doi:10.1016/j.cell.2021.10.024。

论文独特第一作者、加州年夜学圣地亚哥分校医学院细胞与分子医学系博士后研讨院Kai Zhang博士说，“一种有助于解释这些非编码DNA变异若何招致疾病的新概念以为，这些序列变动毁坏了转录调控元件的功效，招致疾病相关细胞类型（如神经元、免疫细胞或上皮细胞）的基因表白失调。然而，解开非编码DNA危险变异功效的一个次要阻碍是人类基因组中缺乏细胞类型特同性的转录调控元件图谱。”

Ren说，这些新的发现为240种多基因性状和疾病确定了疾病特征相关的细胞类型，并正文了非编码DNA变异的危险。“咱们信任，这一资本将在将来许多年里年夜年夜匆匆进一系列人类疾病的机制研讨。”

Preissl说，这种染色质图谱还将使迷信界可能揭开驻留在多种组织中的细胞类型（比方成纤维细胞、免疫细胞或内皮细胞）的组织情况特同性差别。（100医药网 100yiyao.com）

参考材料：

Kai Zhang et al. . Cell, 2021, doi:10.1016/j.cell.2021.10.024.

版权声明 本网站一切注明“起源：100医药网”或“起源：bioon”的笔墨、图片和音视频材料，版权均属于100医药网网站一切。非经受权，任何媒体、网站或团体不得转载，不然将追究司法义务。取得书面受权转载时，须注明“起源：100医药网”。其它起源的文章系转载文章，本网一切转载文章系出于通报更多信息之目标，转载内容不代表本站态度。不愿望被转载的媒体或团体可与咱们分割，咱们将立刻进行删除处置。

医药网新闻