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      單個(gè)細(xì)胞中的染色質(zhì)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(xué)的研究人員表示，細(xì)胞類型和發(fā)育階段都可以從數(shù)千個(gè)單細(xì)胞中染色質(zhì)可及性的測(cè)量推斷出來(lái)。他們用這種方法揭示發(fā)育中胚胎細(xì)胞如何調(diào)節(jié)它們的身份，因?yàn)樗鼈儧Q定了什么樣的細(xì)胞。大自然于3月14日發(fā)布結(jié)果。
      

      單個(gè)細(xì)胞中的染色質(zhì)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(shí)分析胚胎中所有不同的細(xì)胞類型，重要的是單細(xì)胞分辨率。“我希望這種方法能夠讓世界各地的實(shí)驗(yàn)室節(jié)省大量時(shí)間，”艾琳·弗隆說(shuō)道，他在海德堡EMBL與西雅圖華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院的Jay Shendure共同領(lǐng)導(dǎo)了這項(xiàng)工作。
      

      以前，研究人員必須首先分離各種細(xì)胞類型，然后在不同的批次中研究每種類型的染色質(zhì)。這種冗長(zhǎng)的方法提供了給定細(xì)胞類型的數(shù)千個(gè)細(xì)胞的平均視圖。“先前的研究已經(jīng)利用RNA含量的差異來(lái)識(shí)別細(xì)胞類型及其發(fā)育軌跡，”Shendure說(shuō)。“在這里，我們測(cè)量單個(gè)細(xì)胞中的染色質(zhì)狀態(tài)，其中包含控制RNA在每個(gè)細(xì)胞中表達(dá)方式和時(shí)間的調(diào)控程序。”
      

      “這是我們第一次看到這些表達(dá)特征是如何被調(diào)節(jié)的上游，因此在早期開發(fā)過(guò)程中驅(qū)動(dòng)單細(xì)胞軌跡，”Furlong補(bǔ)充道。
      

      染色質(zhì)的作用
      

      染色質(zhì)是DNA和蛋白質(zhì)的緊密卷曲結(jié)構(gòu)，用于將遺傳信息存儲(chǔ)在細(xì)胞核內(nèi)。人體細(xì)胞中的染色質(zhì)含有大約2米的DNA，包裝在不到百分之一毫米的細(xì)胞核中。調(diào)節(jié)元件如啟動(dòng)子和增強(qiáng)子是DNA的短片段，其調(diào)節(jié)基因表達(dá)水平并因此調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)的產(chǎn)生，這最終使細(xì)胞類型彼此不同。當(dāng)細(xì)胞使用特定的調(diào)節(jié)元件時(shí)，染色質(zhì)展開并且其內(nèi)容變得易于獲取。這就是為什么Furlong，Shendure及其同事期望染色質(zhì)可及性能夠揭示細(xì)胞如何遵循特定的發(fā)育路徑，轉(zhuǎn)變?yōu)楦叨葘I(yè)化的肌肉或神經(jīng)細(xì)胞。
      

      擁有染色質(zhì)可及性的單細(xì)胞信息使團(tuán)隊(duì)能夠確定細(xì)胞的身份及其調(diào)控方式。他們?cè)诠壟咛ド线M(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，果蠅胚胎是發(fā)育生物學(xué)和疾病模型的一個(gè)非常重要的模式生物，但該方法可以應(yīng)用于任何物種。結(jié)果確定了數(shù)千個(gè)以前未知的調(diào)節(jié)元件，這些調(diào)節(jié)元件僅用于細(xì)胞子集中，并預(yù)測(cè)每個(gè)元件在發(fā)育過(guò)程中何時(shí)何地活躍。通過(guò)用戶友好的瀏覽器(見下文)提供的數(shù)據(jù)揭示了細(xì)胞類型之間的巨大差異，并為將來(lái)的研究提供了強(qiáng)大的資源。
      

      這項(xiàng)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(xué)醫(yī)學(xué)院的Jay Shendure小組合作的結(jié)果。展望未來(lái)，研究小組計(jì)劃擴(kuò)展這項(xiàng)研究，并將其他層的單細(xì)胞信息整合到胚胎發(fā)育過(guò)程中細(xì)胞命運(yùn)決定的調(diào)控上。
      
			

			
        
      
			
      
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