DNA可及性基因表达在数千个细胞中共同分析

科学家们现在开发了一种同时分析数千个单细胞中每个细胞的表观基因组和转录组的分析方法。表观基因组和转录组是分子生物学的一部分，将遗传蓝图转化为活细胞的工具和材料。

不同类型细胞的基因组可能是相同的，而它们的表观基因组和转录组则不是。表观基因组由一组标记组成，这些标记形成每个细胞基因组的功能，而转录组则是指令本身的一组副本。这些编码蛋白质的生产。从遗传计划到蛋白质制造的信息流动对于形成和维持生命至关重要。

在RNA转录过程中，细胞只能进入染色质包装的双链基因组的某些部分。由于这种通路在不同细胞类型之间存在差异，因此染色质可及性有助于确定多细胞生物体中多种细胞的形状，功能和多样性。

研究人员将他们的化验称为sci-CAR。Sci代表单细胞组合索引，这是一种研究大量单细胞的方法。在8月30日的“科学”杂志的一份研究报告中，科学家们描述了新的测定法如何将两种其他基因组测定法合并为一种方案。

这些测定在其他特征中包含用于细胞核或细胞核的核酸含量的独特条形码，其包含活细胞的主要控制中心。科学家对细胞进行标记和分选的方法可以将信使RNA与单个细胞的染色质可及性谱联系起来。

科学家指出，大多数在单细胞内发生遗传的检测只能调查细胞生物学的一个方面。例如，同时研究几类分子的能力可以揭示某些遗传机制如何相关和受到调节。

它还可以改善复杂生物细胞图谱的有用性，如蠕虫或小鼠的细胞图谱。最终，它可能有助于编译人类细胞图谱。

这种新方法是由西雅图Brotman Baty精密医学研究所，华盛顿大学医学院基因组科学系，俄勒冈健康科学大学，Illumina，Inc。，加利福尼亚，Allen发现细胞谱系追踪中心的科学家开发的，和霍华德休斯医学研究所。

该研究的第一作者是Junyue Cao，他是华盛顿大学医学院分子与细胞生物学课程和基因组科学的研究生。该研究由Jay Shendure和Cole Trapnell领导。两人都是威斯康星大学医学院基因组科学系的教员和Brotman Baty研究所的研究员，Shendure是该研究所的主任。

研究人员首先在肺癌来源的皮质醇反应细胞培养模型中对4,800多个细胞进行了联合检测。在该模型中，细胞用皮质类固醇地塞米松治疗。这种合成类固醇可激活基因组上数千个位点的结合并改变数百个基因的表达。

然后，科学家们研究了地塞米松对基因表达的影响的时间过程，以及相同细胞中染色质可及性的动态变化。

在相关工作中，研究人员试图研究基因控制领域，这是在哺乳动物肾脏中不同类型细胞中发现的信使RNA集合的基础。

在将它们的共同测定应用于来自全小鼠肾的细胞核时，他们从11,296个细胞中恢复了转录组和染色质可及性谱。他们将他们的小鼠肾细胞聚集成14组，并表征细胞类型特异性表观基因组景观和相关的转录组特征。

基于表观基因组和转录组之间的协方差，研究人员还了解到它们可以在远距离基因组调控元件和它们的靶基因之间建立联系，以解释各种细胞类型中基因表达的一些差异。

展望未来，联合检测明显优于仅分析RNA转录或DNA可及性的分析。sci-CAR的一个优点特别是该方法可以潜在地用于联合分析数百万个单细胞。

其局限性之一是一些染色质可及性数据的稀疏性。研究人员建议，通过优化当前协议的某些方面，可以在未来的实验中克服这一点。

研究人员希望继续结合其他联合分析，以便分子生物学家能够同时追踪从DNA到RNA的遗传信息流，以及复杂生物中可能存在的许多单细胞中的特定蛋白质。

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