正在努力创建不同组织中单个细胞的详细分子图谱，旨在更好地了解疾病是如何发展的。现在，来自耶鲁大学和卡罗林斯卡学院的一组研究人员已经开发出一种技术，使这一目标更近了一步。
细胞在组织中的功能取决于它们的局部环境。绘制细胞的分子性质，同时获取它们在组织中的确切位置对于更好地了解疾病至关重要。耶鲁大学生物医学工程教授樊荣和卡罗林斯卡医学院神经胶质细胞生物学教授贡萨洛·卡斯特洛-布兰科(Goncalo Castelo-Branco)带领一个研究小组开发了一项新技术。它允许他们定义染色质的哪些区域 - 细胞核中包装的DNA和蛋白质的复合物 - 在组织中特定位置的细胞中可以全基因组访问。这种染色质的可及性是基因被激活所必需的，然后为任何给定细胞的分子状态提供独特的见解。将分析染色质可及性的能力与细胞的空间位置相结合是一项突破，可以提高我们对细胞身份，细胞状态以及决定不同组织或疾病发育中基因表达的潜在机制(称为表观遗传学)的理解。研究结果今天发表在《自然》杂志上。
“现在我们可以识别细胞类型，以基于染色质可访问性构建空间细胞图谱，”Fan说。“我们可以在表观遗传水平上直接看到细胞类型，以便更好地定义细胞状态或发现细胞类型。
贡萨洛-布朗科堡和荣凡
研究人员使用一种称为“空间ATAC-seq”的技术对小鼠和人体组织进行了分析。将这种技术应用于脑组织揭示了不同大脑区域的复杂发育过程。他们还将其应用于人类扁桃体组织，这提供了对免疫细胞类型组织的见解。
“我们将获得所有可能的细胞状态的无偏全局视图和更精细的分辨率视图，更重要的是，'看到'它们在组织中的位置，”Fan说。“它是构建细胞图和细胞图谱的强大工具。
范氏实验室的博士后助理、该研究的主要作者邓彦祥说，通过使用新方法，他们能够在小鼠脑组织中的原生位置识别细胞类型的表观基因组。
“在患病组织中应用空间ATAC-Seq可能使我们能够在不久的将来在疾病生态位的背景下识别特定细胞中表观遗传状态之间的转变，这将提供对介导病理细胞状态获取的分子机制的见解，”Castelo-Branco补充道。
已经采取了一项雄心勃勃的全球举措，以绘制出所有人体器官和不同组织类型中的所有不同细胞类型。单细胞测序对于这项工作至关重要，但很难将细胞类型的位置映射到原始组织环境。这项工作首次允许直接观察组织中由全局表观遗传状态定义的细胞类型。
该研究的其他作者是马雷克·巴托索维奇，赛马，张迪，佩特拉·库坎贾，杨晓，格雷厄姆·苏，刘扬，秦晓宇，戈拉兹德·罗索克利娅，安德鲁·德沃克，J·约翰·曼恩，米娜·徐，斯蒂芬妮·哈琳，约瑟夫·克拉夫特，卡姆·梁和莫拉·博尔德里尼。
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