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        單個細胞中的染色質使用揭示了發(fā)育軌跡
        
			
        
				2019-04-25 10:48:18
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        EMBL和華盛頓大學的研究人員表示，細胞類型和發(fā)育階段都可以從數千個單細胞中染色質可及性的測量推斷出來。他們用這種方法揭示發(fā)育中胚胎細胞如何調節(jié)它們的身份，因為它們決定了什么樣的細胞。大自然于3月14日發(fā)布結果。
        

        單個細胞中的染色質使用揭示了發(fā)育軌跡
        

        這種新的更系統(tǒng)的方法允許研究人員同時分析胚胎中所有不同的細胞類型，重要的是單細胞分辨率。“我希望這種方法能夠讓世界各地的實驗室節(jié)省大量時間，”艾琳·弗隆說道，他在海德堡EMBL與西雅圖華盛頓大學醫(yī)學院的Jay Shendure共同領導了這項工作。
        

        以前，研究人員必須首先分離各種細胞類型，然后在不同的批次中研究每種類型的染色質。這種冗長的方法提供了給定細胞類型的數千個細胞的平均視圖。“先前的研究已經利用RNA含量的差異來識別細胞類型及其發(fā)育軌跡，”Shendure說。“在這里，我們測量單個細胞中的染色質狀態(tài)，其中包含控制RNA在每個細胞中表達方式和時間的調控程序。”
        

        “這是我們第一次看到這些表達特征是如何被調節(jié)的上游，因此在早期開發(fā)過程中驅動單細胞軌跡，”Furlong補充道。
        

        染色質的作用
        

        染色質是DNA和蛋白質的緊密卷曲結構，用于將遺傳信息存儲在細胞核內。人體細胞中的染色質含有大約2米的DNA，包裝在不到百分之一毫米的細胞核中。調節(jié)元件如啟動子和增強子是DNA的短片段，其調節(jié)基因表達水平并因此調節(jié)蛋白質的產生，這最終使細胞類型彼此不同。當細胞使用特定的調節(jié)元件時，染色質展開并且其內容變得易于獲取。這就是為什么Furlong，Shendure及其同事期望染色質可及性能夠揭示細胞如何遵循特定的發(fā)育路徑，轉變?yōu)楦叨葘I(yè)化的肌肉或神經細胞。
        

        擁有染色質可及性的單細胞信息使團隊能夠確定細胞的身份及其調控方式。他們在果蠅胚胎上進行了實驗，果蠅胚胎是發(fā)育生物學和疾病模型的一個非常重要的模式生物，但該方法可以應用于任何物種。結果確定了數千個以前未知的調節(jié)元件，這些調節(jié)元件僅用于細胞子集中，并預測每個元件在發(fā)育過程中何時何地活躍。通過用戶友好的瀏覽器(見下文)提供的數據揭示了細胞類型之間的巨大差異，并為將來的研究提供了強大的資源。
        

        這項工作是由James Reddington和David Garfield在EMBL的Furlong小組和Darren Cusanovich在西雅圖華盛頓大學醫(yī)學院的Jay Shendure小組合作的結果。展望未來，研究小組計劃擴展這項研究，并將其他層的單細胞信息整合到胚胎發(fā)育過程中細胞命運決定的調控上。
        
			

			
          
        
			
        
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