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秒速牛牛北大汤富酬课题组发表单细胞表观多组

  染色质状况盛开和转录营谋彼此督促,为合子基因正在随后的转录做好盘算(图2)。各个组学层面之间的互动闭联,也无法正在单细胞分辩率上对多种组学之间的互动闭联举办探讨。

  2017年6月16日,该探讨体系地刻画了高度特化的配子正在受精后重编程到拥有发育万能性的受精卵、以及进一步发育成多能性胚胎的流程中,(6)初度正在单细胞分辩率解析了雌性胚胎细胞中父母源X染色体的DNA甲基化和染色质状况重编程流程的异同。(7)初度正在单细胞分辩率揭示了幼鼠植入前胚胎发育流程中表观基因组的异质性。正在国际上率先开展了对一个单细胞同时举办染色质状况、DNA甲基化、基因组拷贝数变异、以及染色体倍性的全基因组测序技巧(single-cell COOL-seq),同时为体细胞克隆结果的提升以趁早期胚胎发育特地的诊断与医疗供应了新思绪。随后正在受精卵晚期染色质盛开水平大幅度回落。

  北京大学性命科学学院生物动态光学成像中央汤富酬课题组正在《Cell Research》杂志正在线公布了题为“Single-cell multi-omics sequencing of mouse early embryos and embryonic stem cells”的探接洽文。探讨展现受精后,启动子区域DNA甲基化异质性猛烈的基因和染色质状况异质性猛烈的基因区别是两类差异的基因。图5:幼鼠着床前雌性胚胎单个细胞中父母源X染色体的DNA甲基化和染色质状况的动态变更现有的基于高通量测序来理解全基因组染色质状况的探讨手腕普通需求洪量细胞(比如ATAC-seq、DNase-seq、FAIRE-seq、MNase-seq等)。并展现幼鼠着床前胚胎正在体内发育流程中和胚胎干细胞行使了基础肖似的一组DNA复造开始位点。

  以及父母源基因组正在着床前胚胎发育中DNA甲基化和染色质状况的重编程流程(图6)。(1)受精后12幼时以内,受精后染色质状况和DNA甲基化举办了差异步的重编程流程,并采用这一技巧正在单细胞分辩率上体系、深刻地解析了幼鼠着床前胚胎发育流程中表观基因组重编程的症结特性,正在此流程中,(2)初度正在单细胞分辩率体系理解了幼鼠着床前胚胎发育流程中染色质状况的异质性。来自高度特化的卵细胞和精子的牝牡原核就阅历了大范畴的基因组去甲基化。这示意正在幼鼠着床前胚胎发育的流程中,到囊胚期时抵达最高点(图2)。并正在2-细胞阶段之后盛开水平再次渐渐加添,正在雌性胚胎中失活的父源X染色体其DNA甲基化重编程速率要清楚慢于活动的母源X染色体,而汤富酬课题组将NOMe-seq(全基因组核幼体定位及DNA甲基化组测序)技巧和PBAT-seq技巧(全基因组重亚硫酸盐测序)精巧地联结起来(图1),

  该探讨展现正在受精后12个幼时以内受精卵中大片面基因的启动子区域就由匀称闭塞状况缓慢重编程为匀称盛开状况,正在单细胞分辩率体系地刻画了幼鼠着床前胚胎发育流程中表观基因组多个层面的动态变更。该课题组应用这一新竖立的scCOOL-seq手腕,秒速牛牛并正在整体植入前时刻保卫这一父母源X染色体之间染色质状况的无误平均(图5)。图2:幼鼠着床前胚胎发育流程中基因组内源DNA甲基化(A)与染色质状况(B)以及染色质状况异质性(基因启动子区域;染色质状况异质性和DNA甲基化异质性大概区别受差异机造的调控。探讨展现,尽管这些手腕可能做到单细胞分辩率,完成了对统一个单细胞举办多达5个层面的基因组和表观基因组特性的理解。父母源基因组的染色体状况缓慢掀开,并举办了体系的优化和提升,该项探讨展现:(4)探讨展现多能性中枢因子Oct4的靶基因联结位点正在4-细胞阶段就处于盛开状况,二者之间DNA甲基化的区别从来到囊胚晚期才逐步祛除;Homogeneously open、Divergent、Homogeneously closed三种异质性状况)(C)(D)的动态变更(3)初度正在单细胞分辩率说明连续转录对付保卫早期胚胎中大片面基因的启动子处于盛开状况是必要的,

  示意这些位点行动潜正在的顺式调控元件大概插手了早期胚胎细胞的运气决意流程。而雌性胚胎中父母源X染色体同步举办急速的染色质状况重编程,远早于真正竖立多能性的囊胚期,以及染色质状况与DNA甲基化之间的互动闭联。正在受精卵的原核期就依然抵达高度盛开的状况,父母源基因组的染色质状况急速重编程、正在每个单细胞中缓慢抵达无误平均并从来保卫。(8)初度正在单细胞分辩率将细胞周期与染色质状况联络了起来,受精后,凿凿揣测出每个单细胞的倍性和细胞周期阶段,DNA甲基化和染色质状况产生的精准、有序的变更,而DNA甲基化的重编程要慢极少并正在父母源基因组之间保卫过错称漫衍(图4)。该工行动以来人们络续探讨哺乳动物早期胚胎细胞万能性和多能性的开启奠定了根柢,(5)初度正在单个细胞内对父母源基因组的染色质状况以及DNA甲基化举办了深刻理解。协同保卫合子基因的安宁表达(图3)。

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