时空日报 | Nat Cell Biol:通过SPATAC-seq绘制斑马鱼胚胎发育过程中单细胞分辨率的染

大家好,欢迎观看《时空日报》第252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、通过SPATAC-seq绘制斑马鱼胚胎发育过程中单细胞分辨率的染色质可及性图谱

Mapping the chromatin accessibility landscape of zebrafish embryogenesis at single-cell resolution by SPATAC-seq

Nature Cell Biology; IF: 17.300; DOI: 10.1038/s41556-024-01449-0

内容概要:

① 这篇文献讲述的是关于斑马鱼胚胎发育的突破性技术——SPATAC-seq,这项技术,基于分裂池连接原理,巧妙结合了转座酶可接近染色质与高通量测序的优势,为我们绘制了一幅前所未有的斑马鱼胚胎发育单细胞染色质可及性图谱。

② 科学家们利用SPATAC-seq,跨越了从球状期到早期幼虫口突期的20个关键发育阶段,深入剖析了超过80万个单个细胞核的染色质状态。这一壮举不仅揭示了斑马鱼胚胎发育过程中染色质可及性的动态变化,更为我们理解细胞类型特异性及其功能提供了宝贵的线索。通过精细的数据分析,研究团队成功识别了604种独特的细胞状态,并构建了它们之间的发育关系网络。这一发现不仅加深了我们对斑马鱼胚胎发育复杂性的认识,也为研究细胞分化和命运决定提供了新的视角。

③ 更令人兴奋的是,研究团队还从海量数据中筛选出了959,040个候选顺式调控元件(cCREs),这些元件在调控基因表达、塑造细胞身份方面发挥着关键作用。通过进一步分析,他们发现了发育阶段特异性的cCREs以及定义不同细胞身份的转录因子,为揭示基因调控网络的复杂性提供了重要依据。

④ 为了验证这些发现,科学家们还进行了增强子报告基因分析。实验结果显示,大多数测试的cCREs能够在特定细胞类型或组织中引发强烈的绿色荧光蛋白表达,这进一步证实了它们在基因调控中的重要作用。此外,研究团队还深入探讨了驱动色素和脊索细胞分化的基因调控程序。他们的发现不仅为理解这些细胞类型的发育机制提供了新的视角,也为相关疾病的诊断和治疗提供了潜在的靶点。

单细胞技术:SPATAC-seq,斑马鱼胚胎发育,分裂池连接原理,候选顺式调控元件; Sun K, Liu X, Xu R, Liu C, Meng A, Lan X.; School of Medicine, Tsinghua University, Beijing, China.;Peking University-Tsinghua University-National Institute of Biological Sciences Joint Graduate Program, Tsinghua University, Beijing, China.

2、小鼠器官发育过程中的单细胞染色质可及性图谱

A single-cell atlas of chromatin accessibility in mouse organogenesis

Nature Cell Biology;  IF: 17.300; DOI: 10.1038/s41556-024-01435-6

内容概要:

① 这篇文献是一项关于小鼠器官发育的研究,通过创新的SPATAC-seq技术,以前所未有的深度揭示了这一复杂过程的染色质可及性图谱。研究人员在单次实验中,成功地对来自13个小鼠胚胎、跨越胚胎期第10.5天至第13.5天的四个关键发育阶段的超过35万个细胞进行了详尽分析。这项成果不仅绘制了43种主要细胞类型中830,873个候选顺式调控元件(cCREs)的详尽地图,还为我们理解细胞命运决定机制提供了宝贵的视角。

② 尤为引人注目的是,科学家们通过整合染色质可及性图谱与先前收集的转录组数据,深入剖析了与细胞命运承诺密切相关的顺式调控序列和转录因子。例如,在胃肠道发育过程中发挥关键作用的Nr5a2转录因子,其重要性在斑马鱼的体内实验中得到了初步验证,进一步强化了该研究的科学价值。

③ 此外,为了更全面地描绘小鼠发育过程中的基因调控蓝图,研究团队还将这一图谱与来自13个成年小鼠组织的单细胞染色质可及性数据集进行了整合分析。这一跨界融合不仅揭示了不同细胞类型内部及跨细胞类型间发育阶段特异的基因调控程序,还识别出了一系列在谱系发育过程中可能扮演分子开关角色的关键因子。

④ 这项由科研团队精心打造的综合数据集,无疑为深入研究器官发生过程中的转录调控机制奠定了坚实的基础,预示着未来在生命科学领域将有更多激动人心的发现等待去探索。

发育研究:SPATAC-seq技术,染色质可及性图谱,顺式调控元件; Sun K, Liu X, Lan X.; School of Medicine, Tsinghua University, Beijing, China.;Peking-Tsinghua-NIBS Joint Graduate Program, Tsinghua University, Beijing, China.;Tsinghua-Peking Center for Life Sciences, Beijing, China.

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