大家好，欢迎观看《时空日报》第220期。本期介绍的时空/细胞组学相关研究文章共计2篇。以下是应用时空云平台STOmics Cloud的StereoCopilot模块生成的文章概要，并辅以人工审核，供了解参考。
1、双向表观遗传编辑技术揭示了基因调控的层次结构
Bidirectional epigenetic editing reveals hierarchies in gene regulation
Nature Biotechnology; IF:46.900; DOI: 10.1038/s41587-024-02213-3
内容概要：
① 在基因编辑领域，传统的CRISPR扰动方法在探究非编码元件与遗传相互作用时受到诸多限制。为了克服这些挑战，本研究开发了一种名为CRISPRai的创新双向表观遗传编辑系统。该系统能够在同一细胞中同时应用激活（CRISPRa）和抑制（CRISPRi）技术，精准地调控基因表达。通过将双扰动gRNA检测与单细胞RNA测序技术相结合，研究团队创建了CRISPRai Perturb-seq平台，为在混合单细胞群中研究复杂的遗传扰动提供了强大的工具。
② 利用CRISPRai Perturb-seq平台，研究团队在多个方面取得了显著成果。首先，他们深入探索了造血谱系转录因子SPI1和GATA1之间的遗传相互作用，揭示了两者在下游靶基因调控上的新特征。其次，通过研究Jurkat T细胞、原代T细胞和嵌合抗原受体(CAR) T细胞中IL2（白细胞介素2）的调控机制，他们阐明了增强子在基因调控中的重要作用。
③ CRISPRai的发展为基因调控和遗传相互作用研究开辟了新的道路。它不仅有助于我们更深入地理解非编码元件在基因表达调控中的作用，还为非编码疾病相关变异的探索提供了新的视角。未来，随着CRISPRai技术的不断优化和应用，我们有理由相信它将在生物医学研究中发挥更加重要的作用，为疾病治疗和新药研发提供新的策略和方法。
分析工具：基因编辑，CRISPRai 系统，双向表观遗传编辑，scRNA-seq，Pacalin NM, Steinhart Z, Shi Q, et al.; Center for Personal Dynamic Regulomes, Stanford University, Stanford, CA, USA.
2、脑膜瘤异质性和演变的潜在空间基因组、生物化学和细胞机制
Spatial genomic, biochemical and cellular mechanisms underlying meningioma heterogeneity and evolution
Nature Genetics; IF: 30.800; DOI: 10.1038/s41588-024-01747-1
内容概要：
① 肿瘤内异质性是癌症进化及其对治疗产生耐药性的关键基础。然而，目前对导致肿瘤内异质性的可靶向机制的了解仍然非常有限。脑膜瘤，作为最常见的原发性颅内肿瘤，对所有药物疗法均表现出耐药性，尤其是高级别脑膜瘤，其内部异质性尤为显著。
② 为了深入理解高级别脑膜瘤的分子、时间和空间进化，本研究采用了空间分析方法，揭示了与肿瘤内异质性相关的基因组、生化和细胞机制。研究发现，尽管高级脑膜瘤在当前的分类系统中被归为一类，但它们内部却存在不同的基因和蛋白质表达模式。通过对原发性和复发性脑膜瘤的匹配对分析，进一步揭示了与治疗耐药性相关的亚克隆拷贝数变异的空间扩展现象。
③ 此外，利用单细胞RNA测序技术，结合多重免疫荧光和解卷积方法，对脑膜瘤的空间转录组进行了深入研究。结果显示，免疫浸润减少、MAPK信号减弱、PI3K-AKT信号增强以及细胞增殖增加等特征，与脑膜瘤的复发密切相关。
④ 为了将这些发现转化为临床前模型，我们采用了CRISPR干扰和谱系追踪方法，在脑膜瘤细胞共培养物中针对瘤内异质性进行了联合疗法的研究。这些工作为深入理解脑膜瘤的异质性及其治疗提供了新的视角，并为开发更有效的治疗策略奠定了基础。