科學(xué)家完成單細(xì)胞分辨率下小鼠腦DNA甲基化圖譜

    哺乳動物腦細(xì)胞在基因表達(dá)、解剖和功能方面表現(xiàn)出顯著的多樣性，但這種廣泛異質(zhì)性背后的調(diào)控方式尚不清楚。近日，來自美國的科研團(tuán)隊在《Nature》雜志發(fā)表了題為“DNA methylation atlas of the mouse brain at single-cell resolution”的研究成果，通過單核DNA甲基化測序?qū)π∈蠖鄠€腦區(qū)的表觀遺傳學(xué)特征進(jìn)行了圖譜化分析。

    研究人員對小鼠大腦皮層、海馬、紋狀體、蒼白球和嗅覺區(qū)的45個區(qū)域的103982個細(xì)胞核（包括95815個神經(jīng)元和8167個非神經(jīng)元細(xì)胞）進(jìn)行了全面的表觀基因組評估。鑒定了161個具有不同空間位置和投射目標(biāo)的細(xì)胞簇。他們構(gòu)建了這些表觀遺傳類型的分類，并用標(biāo)記基因、調(diào)控元件和轉(zhuǎn)錄因子進(jìn)行注釋。研究發(fā)現(xiàn)皮質(zhì)和海馬興奮性神經(jīng)元的DNA甲基化情況沿空間梯度不斷變化。利用這個深度數(shù)據(jù)集，研究人員構(gòu)建了一個可以精確預(yù)測單個神經(jīng)元細(xì)胞類型識別和大腦區(qū)域空間位置的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。將高分辨率DNA甲基組與單核染色質(zhì)可及性數(shù)據(jù)相結(jié)合，可以預(yù)測所有已鑒定細(xì)胞類型的高置信度增強(qiáng)子-基因相互作用，隨后通過細(xì)胞類型特異性染色質(zhì)構(gòu)象捕獲實驗進(jìn)行驗證。

    總之，研究人員通過結(jié)合來自單個細(xì)胞核的多組數(shù)據(jù)集（DNA甲基化、染色質(zhì)接觸和開放染色質(zhì)），并注釋小鼠大腦中數(shù)百種細(xì)胞類型的調(diào)控基因組，該DNA甲基化圖譜描繪了
整個小鼠大腦神經(jīng)元多樣性和空間組織的表觀遺傳學(xué)基礎(chǔ)。

    論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41586-020-03182-8

    注：此研究成果摘自《Nature》雜志，文章內(nèi)容不代表本網(wǎng)站觀點和立場，僅供參考。