《Nature Biotechnology》新技术增强了对染色质组织的认识

来源：作者：人气：-发表时间：2024-10-22 12:37:00【大中小】

摘要：研究人员开发了一种名为“液滴Hi-C”的新技术。

加州大学圣地亚哥分校表观基因组学中心（C4E）的研究人员开发了一种名为“液滴Hi-C（Droplet Hi-C）”的新技术，该技术使科学家能够快速确定染色质组织，即细胞内遗传物质的排列。

染色质组织影响着我们细胞中基因的激活方式，进而影响着这些细胞的功能。除了比现有的研究染色质组织的方法更快之外，液滴Hi-C更便宜，这可以使科学家更容易理解基因如何影响复杂疾病的进展，如癌症和神经系统疾病。

图1 Droplet Hi-C的概述和性能

在最新的科学研究中，分析染色质结构的方法取得了重要进展。目前，传统的染色质构象分析方法在异质组织中应用受限，难以实现规模化分析。为了解决这一问题，科学家们引入了一种名为Droplet Hi-C的技术，该技术利用商业化的微流控设备，在液滴中进行高通量的单细胞染色质构象分析。通过Droplet Hi-C技术，研究人员成功绘制了小鼠皮层的染色质结构图，并分析了主要皮层细胞类型的基因调控程序。此外，该技术还被应用于人类胶质母细胞瘤、结直肠癌和血癌细胞中的拷贝数变异、结构变异和染色体外DNA的检测，揭示了治疗过程中的克隆动态和其他致癌事件。

为了进一步提升分析的深度，科学家们对Droplet Hi-C技术进行了优化，使其能够同时对单细胞中的染色质结构和转录组进行联合分析。这为探索正常组织和肿瘤中染色质结构与基因表达之间的联系提供了便利。

这项研究发表在10月18日的《Nature Biotechnology》杂志上，由C4E主任、加州大学圣地亚哥分校医学院细胞与分子医学系教授Bing Ren博士领导。

从长远来看，液滴Hi-C可以推动新药物靶点的发现，并有助于解释癌症如何进化到抵抗治疗。这项技术也可以应用于临床环境，在那里它可以提供个性化的疾病进展和治疗方案。

去年中山大学丁俊军、暨南大学范丽丽及四川大学曾筱茜团队发表在《Nature Structural & Molecular Biology》上的研究，介绍了一种单细胞多模式组学方法——单细胞转录组测序（scCARE-seq），该方法允许同时检测染色质结构和信使RNA表达。通过scCARE-seq，研究人员观察到与单细胞染色质构象捕获相比，细胞簇的分离得到了改善。

图2 Droplet Hi-C能够对异质组织中的染色质结构进行可扩展的单细胞分析

今年7月，在植物学领域，清华大学生命学院孙前文团队的研究揭示了植物异染色质染色中心形成的分子及进化机制。该研究指出，异染色质蛋白ADCP1通过与其互作蛋白HMGA以及异染色质进行多价态互作介导的相分离，促进染色中心的形成和转座子沉默。

Droplet Hi-C技术的出现不仅解决了异质组织中染色质分析的关键难题，还增强了我们对基因调控的理解。这些技术的发展为我们提供了更深入地探索生命科学问题的工具，特别是在基因表达调控和疾病治疗领域。

参考资料

[1] Droplet Hi-C enables scalable, single-cell profiling of chromatin architecture in heterogeneous tissues


官网：www.cxbio.com	微信服务号：iseebio	微博：seebiobiotech


商城：mall.seebio.cn	微信订阅号：seebiotech	泉养堂：www.canmedo.com

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