2024年6月5日,麻省理工学院等机构的研究人员在Nature 上发表了题为Single-cell nascent RNA sequencing unveils coordinated global transcription的文章。
在生物学领域,基因表达是生物体展现其遗传信息、实现生物功能的重要过程。转录作为基因表达的首要步骤,负责将DNA中的遗传信息转录成RNA,进而指导蛋白质的合成。近年来,随着单细胞测序技术的发展,研究者们开始关注单个细胞中基因和增强子的活性,以及它们之间的协调关系。然而,由于技术限制,关于转录和增强子-基因协调的时间调控机制仍然是一个未解之谜。
该研究提出了一种新的单细胞新生RNA测序技术——scGRO-seq,该技术通过点击化学方法,能够同时测量细胞群体中的基因和增强子活性,并揭示整个基因组范围内的协调转录情况。通过应用scGRO-seq,研究人员发现了转录的偶发性和功能相关基因的共转录现象,这为我们理解基因表达的动态过程提供了新的视角。此外,scGRO-seq还具有直接量化单个细胞中转录RNA聚合酶的能力,从而能够估算转录爆发的大小和频率。这一特性使得研究人员能够更深入地了解细胞周期动态,并识别出增强子和基因之间的网络关系。
研究结果表明,超级增强子的转录爆发先于相关基因的转录爆发,这为理解转录调控机制提供了新的线索。通过scGRO-seq技术,不仅能够深入探究转录的动态特性,还能揭示转录信号的起源和传播,为转录调控机制和增强子在基因表达中作用的研究提供了有力的工具。总之,scGRO-seq技术的提出和应用,为研究者理解基因表达的复杂性和动态性提供了新的手段,也为未来的生物学研究开辟了新的方向。