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《Cell | 开发单细胞组学新方法，用于表征体内增殖祖细胞的转录组和开放染色质组》

  • 来源专题：战略生物资源
  • 编译者： 李康音
  • 发布时间：2023-09-29

  • 2023年9月28日，美国洛克菲勒大学曹俊越团队在Cell发表题为Tracking cell-type-specific temporal dynamics in human and mouse brains的文章。研究人员结合新生细胞标记和组合索引单细胞测序技术(single-cell combinatorial indexing)，开发了一项单细胞组学新方法TrackerSci，用于表征体内增殖祖细胞的转录组和开放染色质组。

    使用TrackerSci，研究了不同年龄阶段和阿尔茨海默病模型小鼠的全脑新生细胞，揭示了多样的祖细胞类型及其表观遗传特征，量化了与衰老相关的细胞类型特异性增殖和分化的变化动态，并鉴定衰老相关调控基因。此外，该研究扩展至老年人脑，研究了祖细胞跨物种间的保守特征，并分析了脑区特定的细胞分化动态。




    本文内容转载自“小柯生命”微信公众号。

    原文链接: https://mp.weixin.qq.com/s/nHq-ctPZ7g0QwyXiChkCeg

  • 原文来源：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0092867423009765
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  • 《多组学研究揭示了体内hiv -1感染细胞的特征》
    • 来源专题：生物安全网络监测与评估
    • 编译者：yanyf@mail.las.ac.cn
    • 发布时间：2020-08-04
    • 为了根除HIV-1感染，阐明体内HIV-1感染细胞的详细特征和异质性是重要的。在本研究中，我们使用了感染基因修饰的HIV-1的造血干细胞移植人源化小鼠模型来揭示体内产生HIV-1细胞的多种特征。 东京大学医学科学研究所(IMSUT)的一个研究小组利用感染hiv -1的细胞进行了“多组学”分析，这是最近发展起来的全面研究生物样本特征的技术。 “我们的发现描述了体内产生HIV-1细胞的多种特征，这可能为HIV-1治愈方法的发展提供线索。首席科学家、日本国立卫生研究院传染病控制系系统病毒学系副教授(首席研究员)Kei Sato说。 这项研究的结果发表在2020年7月14日的Cell Reports上。 “治愈HIV-1”研究 为了根除HIV-1感染，深入了解HIV-1感染细胞广泛的体内特性是很重要的。 最近开发的“组学”分析(*1)可以成为鉴定hiv -1感染细胞特征的强大工具。然而，应该指出的是，感染者体内的绝大多数CD4+ T细胞(*2)未被感染，因此，体内“大量”CD4+ T细胞的转录情况不能反映“纯”产生hiv -1的细胞。 多组学分析，全面揭示体内hiv -1感染细胞的特征 在本研究中，课题组使用在相对稳定的体内免疫条件下维持人类白细胞生成的人造血干细胞移植小鼠模型和具有复制能力的报告基因HIV-1，并使用四种最近发展的技术来研究病毒基因组学和转录组学。 根据研究小组的说法，本研究包括以下四个分析: 首先，液滴数字PCR显示了感染的人源化小鼠中存在潜在的宿主。第二，结合位点的表观遗传修饰与病毒产生的关联表明，结扎介导的PCR显示HIV-1更倾向于整合到开放的染色质区域。第三，数字rna测序量化了体内产生hiv -1的细胞中病毒转录本的绝对拷贝数，进一步鉴定了病毒感染和未感染细胞之间差异表达的基因。最后，单细胞rna测序揭示并表征了体内产生hiv -1细胞的异质性。 佐藤副教授强调“据我们所知，本研究是首次对产生hiv -1细胞的多个方面进行调查，也是首次对体内感染hiv -1的细胞特征进行全面调查”。 笔记(* 1)“组学”分析 一种科学研究领域，旨在全面地描述和量化生物样本的特征。多种生物学“-ome”信息类别(如基因组和转录组)的组合。 (*2) CD4+ T细胞 协调获得性免疫反应的免疫细胞亚群。
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  • 《裴端卿组cell stem cell新发文，揭示细胞命运变化中的染色质开关规律》
    • 来源专题：再生医学与健康研发动态监测
    • 编译者：malili
    • 发布时间：2017-12-08
    • 中国科学院广州生物医药与健康研究院裴端卿课题组长期从事诱导多能性干细胞重编程过程中的分子机制研究，曾发表了大量重要的学术研究成果，然而对于细胞重编程过程中染色质重塑的动态调控变化并不是十分清楚。12月7日，该课题组在Cell Stem Cell上发表了题为“Chromatin Accessibility Dynamics During Reprogramming of iPSCs”的研究论文。科研人员发现在体细胞重编程进程中，细胞命运的改变伴随着大规模染色质结构重排这个过程可以用简单的二进制“开-关”来描述：首先关闭体细胞特异性位点，同时逐渐打开多能性相关位点；论文在染色质结构重排的进程中，还发现Sap30作为一个重编程过程激活的重要因子，会通过去乙酰化修饰来抑制体细胞关键转录因子对染色质的调控。 论文解读 染色质结构在细胞命运调控中起着非常重要的作用，然而其具体作用机制一直没有被清晰的阐述过。借助体细胞重编程这一模型，并基于研究团队前期开发的高效诱导体细胞重编程的培养系统—iCD1 【1】，并结合ATAC-seq技术【2】，深入研究了染色质动态变化与细胞命运转变之间的关系。 不得不说，最近这一两年，用少量细胞染色质开放区域定位技术(ATAC-seq)研究染色质的开放状态已经越来越广泛，以清华大学颉伟研究员为代表的一批中国学者利用该技术已取得多项重要的研究成果（颉伟组在《自然》长文报道哺乳动物着床前胚胎染色质动态调控图谱）。 通过ATAC-seq技术，研究人员分析了重编程过程中染色质开放区域动态变化的模式，发现在多能性获得和细胞命运转变过程中染色质结构具由从开放到关闭（open to close，OC）和关闭到开放（close to open，CO）这样简单的二元变化规律。同时他们还发现在体细胞重编程早期MEF细胞的很多特异性开放位点会被迅速关闭（OC），而到重编程后期很多多能性相关的位点则会被打开（CO）。 研究团队认为开关的事件是直接与转录因子活性相关，因此对CO/OC位点的基序（motif）进行分析，发现CO位点显著的富集出了重编程因子OCT、SOX、KLF的基序（motif），而OC位点则没有重编程因子OCT、SOX、KLF的富集，相反在OC位点上富集出了很强的MEF细胞特异性的转录因子例如AP-1，ETS，TEAD，RUNX等家族成员。上述结果表明在体细胞重编程过程中，体细胞相关染色质关闭（OC）过程是OCT、SOX、KLF非依赖的过程。 通过进一步筛选，他们发现表观修饰基因Sap30【3】在体细胞重编程早期被重编程因子OSK激活，并通过促进成纤维细胞关键基因启动子区去乙酰化修饰，而使其启动子区逐渐关闭，最终沉默成纤维细胞关键调控基因，推动重编程进程。 该研究结果首次揭示了体细胞重编程过程中染色质结构动态变化的规律—CO/OC逻辑，并阐述了体细胞特异性退出的机制，为理解体细胞重编和其他相关细胞命运转变提供了新的可参考的理论模型。 虽然该基本规律是在体细胞重编程过程中发现，其概念应用价值可能包含人体的发育过程，也包括一些病理过程，例如癌变过程多数伴随着胚胎样基因的非正常表达，从而使癌变细胞“忘记”自己的位置与功能。如果能发掘出正常细胞在向癌细胞转变早期的染色质变化特征，癌症也许可以得到及时的诊断和防治。而在发育层面上，阐明不同功能细胞发育过程的CO/OC逻辑，将极大地推进干细胞领域的发展，有助于在体外获得具备修复衰老损伤器官组织的功能细胞，实现更广泛的组织再生和器官再造。 据悉，该项研究由中国科学院广州生物医药与健康研究院裴端卿课题组领导完成，裴端卿、陈捷凯和Andrew Hutchins为本文的共同通讯作者，李东伟、刘晶和杨雪洁为论文的共同第一作者。
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