技术允许大规模映射单个细胞中的表观遗传信息
组蛋白是与DNA结合并保留有助于开启或关闭单个基因的信息的微小蛋白质。Karolinska研究所的研究人员已经开发出一种技术,可以检查成千上万个单个细胞中不同版本的组蛋白如何与基因组结合。该技术已应用于小鼠大脑,可用于研究其他复杂组织中单细胞水平的表观遗传学。该研究发表在《自然生物技术》杂志上。
卡罗林斯卡研究所医学生物化学与生物物理学系的博士后研究员Marek Bartosovic说:“这项技术将成为在表观遗传水平上检查细胞之间差异的重要工具。”“我们预计它将由广泛的生物医学界在广泛的研究领域中广泛实施。”
即使我们体内的所有细胞都包含完全相同的以DNA编写的遗传信息,但它们以不同的方式读取和执行该信息。例如,大脑中的神经元读取DNA的方式与皮肤细胞或脂肪细胞的读取方式不同。表观遗传学在遗传信息的解释中起着至关重要的作用,并允许细胞执行专门的功能。
组蛋白的修饰是表观遗传信息的一种。组蛋白像串珠一样附着在DNA上,并将其装饰为“表观遗传标签”。这些标签标明了应该打开或关闭哪些基因。该系统共同协调以确保在正确的位置和时间在正确的细胞中打开或关闭数千个基因。
为了更好地理解细胞是如何变得不同和专业化的,重要的是要知道DNA的哪些部分在每个器官中以及该器官中每个细胞中的哪个组蛋白“标签”上被标记。直到最近,才可能观察单个细胞的组蛋白修饰。为了检查一种特定细胞类型中的组蛋白修饰,将需要非常大量的细胞和繁琐的细胞分离方法。一种细胞类型的最终表观遗传组蛋白谱将是数千个细胞的平均视图。
在这项研究中,研究人员描述了一种方法,该方法引入了一种新方法,可在单个细胞中大规模大规模观察组蛋白修饰。通过耦合和进一步优化其他表观基因组学技术,研究人员能够根据组蛋白概况确定小鼠脑细胞的基因调控原理。