【字体: 时间:2022年12月21日 来源:Nature Biotechnology

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  卡罗林斯卡学院和斯德哥尔摩大学的研究人员开发了一种新技术,可以同时探测单个细胞和数千个细胞中的几个不同的组蛋白标记。这种新方法可以更详细地研究小鼠大脑中的细胞是如何获得独特的属性和专门化的。这项研究发表在《Nature Biotechnology》杂志上。


Marek Bartosovic and Gon?alo Castelo-Branco.          

卡罗林斯卡学院和斯德哥尔摩大学的研究人员开发了一种新技术,可以同时探测单个细胞和数千个细胞中的几个不同的组蛋白标记。这种新方法可以更详细地研究小鼠大脑中的细胞是如何获得独特的属性和专门化的。这项研究发表在《Nature Biotechnology》杂志上。

Decorative image.            


通过在单个细胞中同时探测不同的表观遗传信息来破译大脑中的细胞多样性:Nano CUT&Tag利用修饰的纳米体,出现在骆驼类如羊驼中的抗体片段,来映射小鼠大脑中数千个单个细胞中的组蛋白修饰。

“这项技术是了解细胞如何在不同状态之间转换的垫脚石,”卡罗林斯卡学院医学生物化学和生物物理系的博士后研究员、现在斯德哥尔摩大学研究小组的负责人Marek Bartosovic说。

我们身体中的细胞可能非常不同,但它们在基因组中以DNA的形式继承了共同的遗传信息。为了获得不同的特性和专门化,细胞以不同的方式阅读和解释这个共同的基因组。其中一种读取DNA的机制涉及到一种叫做组蛋白的蛋白质,它与基因组结合。组蛋白表现出可变的表面标志,携带多层表观遗传信息。这些具有里程碑意义的组蛋白修饰在不同细胞类型的基因组中以不同的模式存在。这允许每个细胞以不同的方式解释基因组信息,然后获得不同的属性。

纳米CUT&Tag

最近,包括卡罗林斯卡学院团队在内的几个研究团队开发了单细胞CUT&Tag等方法,允许在单细胞水平和大范围内观察个体组蛋白修饰。现在,卡罗林斯卡学院的研究团队通过开发一种新型技术Nano CUT&Tag实现了进一步的飞跃。这项技术是基于一种叫做纳米体的新型分子。纳米体是一种像抗体一样识别其他蛋白质的小蛋白质,具有高特异性,但更小,可以很容易地与其他蛋白质融合。使用不同的纳米体与一种叫做Tn5转座酶的酶融合,可以在同一细胞中同时探测不同的组蛋白修饰。Nano CUT&Tag提供了独特的见解,细胞如何通过同时调整多层表观遗传信息,解释基因组以专一化并获得独特的身份。

“Nano CUT&Tag,或称Nano-CT,使我们能够非常详细地解剖大脑中的祖细胞如何特化成少突胶质细胞,这是一种细胞类型,是多发性硬化症的自我免疫攻击的目标,”卡罗林斯卡学院神经胶质细胞生物学教授Goncalo Castelo-Branco说。“这些新的机制见解可以为我们在疾病背景下如何刺激少突胶质细胞群的恢复提供线索。”

Marek Bartosovic最近在斯德哥尔摩大学成立了他的研究小组,他将在早期人类大脑发育的背景下专注于单细胞表观基因组技术的开发,他说:“我们现在想进一步发展Nano-CT,通过增加它可以探测的表观遗传标志的范围。”


Multimodal chromatin profiling using nanobody-based single-cell CUT&Tag

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