丽江乐投letou生物报路：基因的表白是生物体所有性命活动的基础，，，，，，DNA甲基化、组蛋白建饰、核幼体沉新定位等表观遗传的调节对基因表白调控拥有沉要作用。。。。。。。。这些表观遗传建饰的变动往往会导致基因表白的扭转，，，，，，从而进一步对基因组稳态的维持，，，，，，发育的时空调节，，，，，，细胞的命运决定等沉要的性命过程产生影响。。。。。。。。蛋白质和DNA相互作用的染色质免疫共沉淀技术 (ChIP-seq) 技术是钻研表观遗传调控的一种沉要伎俩，，，，，，这项技术可在全基因组领域内鉴别顺式调控元件和反式作用因子的互作信息，，，，，，并能构建基因表白调控网络，，，，，，从而加深我们对性命过程调控机造的理解。。。。。。。。

单细胞测序技术目前被宽泛用于钻研发育与疾病有关细胞群体异质性和绘造细胞图谱。。。。。。。。随着技术的发展，，，，，，这项技术正逐步将性命科学钻研推动到新的维度。。。。。。。。在单细胞表观组领域，，，，，，固然DNA甲基化测序、染色质构象捕获技术、染色质盛开水平测序已经别离在2013年 (scRRBS [1])、2013年 (single cell Hi-C [2])、2015年 (scATAC-seq [3])实现了单细胞水平测序。。。。。。。。钻研基因表白调控与细胞命运决定的机造，，，，，，最直接的证据是特定染色质区域与蛋白的相互作用，，，，，，然而，，，，，，高效的单细胞染色质免疫共沉淀测序（scChIP-seq）技术尚未出现。。。。。。。。

通例ChIP-seq技术必要使用超声打断交联的基因组片段，，，，，，而后用特异性抗体富集含有主张蛋白结合的基因组片段，，，，，，并将主张DNA片段纯化后，，，，，，增长接头进行建库测序。。。。。。。。这一系列操作使得ChIP-seq必要百万个细胞作为肇始资料。。。。。。。。为降低ChIP-seq技术对细胞数主张要求，，，，，，近年来，，，，，，MOWChIP [4]，，，，，，STAR-ChIP [5] 和ULI-NChIP [6] 等合用于少量细胞肇始的ChIP-seq技术被逐步开发出来，，，，，，但细胞群体的异质性，，，，，，发育过程中染色质状态的动态变动必要在单细胞分辨率进前进一步的钻延祝。。。。。。。固然Drop-ChIP [7] 第一次实现了单细胞水平ChIP-seq，，，，，，然而这一技术依赖特殊的微流控装置，，，，，，并且每个细胞只能捕获到约800个DNA片段，，，，，，这极大地限度了这项技术的推广利用。。。。。。。。随后开发的scChIC-seq [8] 固然实现了单细胞水平的解析，，，，，，但是获得的单细胞数据的基因组比对率只有约6.1 %，，，，，，大大增长了测序成本，，，，，，且通量较低。。。。。。。。另表，，，，，，单细胞CUT&Tag [9] 必要依赖Takara ICELL8这一特殊装置。。。。。。。。综上，，，，，，目前还不足一种拥有普适性，，，，，，易操作，，，，，，高质量的单细胞ChIP-seq技术。。。。。。。。

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来自北京大学分子医学钻研所，，，，，，北京大学-清华大学性命科学结合中心钻研员何爱彬钻研组颁发题为“CoBATCH for high-throughput single-cell epigenomic profiling”的文章，，，，，，报路了一种新的拥有普适性、易操作、高通量和高质量的单细胞ChIP-seq技术，，，，，，并将其定名为CoBATCH (combinatorial barcoding and targeted chromatin release)。。。。。。。。

这一单细胞技术不仅合用于钻研各类组蛋白建饰，，，，，，同时也能捕获DNA结合蛋白在基因组上的结合信息。。。。。。。。利用这一单细胞技术，，，，，，钻研者初次解析了幼鼠胚胎10个器官（心脏、肝脏、肺、左脑、右脑、后脑、肾脏、皮肤、肌肉和幼肠）的内皮细胞谱系发育、分化和职能的异质性。。。。。。。。

这一钻研发现颁布在Molecular Cell杂志上。。。。。。。。

这种新型单细胞ChIP技术CoBATCH奇妙地将染色质片段化和PCR接头增长融合在一步实现，，，，，，显著地提高了ChIP的效能，，，，，，同时用组合标签的步骤实现了对单细胞进行高通量地象征，，，，，，是目前世界上最先进，，，，，，最高效的ChIP-seq技术，，，，，，并用这项技术初次解析了多器官内皮细胞谱系发育的表观与职能异质性。。。。。。。。这项钻研将单细胞表观组学新技术的钻延注遍及和利用往前推动了一大步。。。。。。。。
 
钻研人员首先开发了一种新的合用于少量肇始细胞的技术，，，，，，并定名为in situ ChIP（即不必要消化分离细胞组织）。。。。。。。。在这一技术中，，，，，，作者将Protein A蛋白与转座酶Tn5的N端进行融合得到融合蛋白Protein A-Tn5 (PAT)。。。。。。。。将主张细胞与特定抗体孵育之后，，，，，，向细胞中参与PAT融合蛋白并与特定的抗体结合。。。。。。。。之后，，，，，，激活PAT的反映活性，，，，，，被抗体识此外特定基因组区域能被PAT切割，，，，，，并带上接头序劣祝。。。。。。。终止反映后，，，，，，带上接头的主张DNA片段能直接用于PCR和建库。。。。。。。。
 
沉要的是，，，，，，in situ ChIP技术可直接用于不经过消化的胚胎样品和组织切片。。。。。。。。钻研人员对幼鼠E6.5, E7.0和E7.5未经消化的整个胚胎进行H3K27ac和H3K4me3 in situ ChIP-seq，，，，，，发现这些组蛋白建饰在胚胎发育有关的特定基因组区域有显著的富集，，，，，，GO分析批注，，，，，，这些特异富集的信号与胚层发育过程亲昵有关。。。。。。。。另表，，，，，，钻研人员证明in situ ChIP同样合用于捕获少量细胞转录因子在基因组的结合信息。。。。。。。。因而，，，，，，in situ ChIP对样品自身没有限度，，，，，，原管操作单一方便，，，，，，尝试能在一天内实现，，，，，，大大提高了ChIP的效能，，，，，，有极强的利用价值和普适性。。。。。。。。
 
进一步地，，，，，，钻研者对in situ ChIP进行拓展，，，，，，创造性地将PAT处置基因组DNA与组合标签象征单细胞两种步骤结合起来，，，，，，初次开发出拥有高通量个性和普适性的单细胞ChIP-seq步骤，，，，，，定名为CoBATCH。。。。。。。。其道理是将孵育完抗体的细胞分到分歧的孔，，，，，，用带有分歧barcode的PAT进行切割后使细胞带上第一轮标签，，，，，，而后将所有细胞归并，，，，，，沉新分配到分歧的孔，，，，，，最后用分歧的PCR引物进行扩增使细胞带上第二轮标签。。。。。。。。利用这一步骤，，，，，，钻研人员能在每一个单细胞中捕获均匀12,000个非沉复DNA片段，，，，，，且一次尝试通量可达10,000单细胞。。。。。。。。与其他单细胞ChIP-seq技术相比，，，，，，CoBATCH拥有更高的正确性，，，，，，信噪比，，，，，，基因组比对率，，，，，，并能捕获更多的单细胞DNA片段。。。。。。。。
 
内皮细胞组成了哺乳动物体内的脉管系统，，，，，，和血液循环、造血、免疫、压力感应以及器官状态建成等性命活动亲昵有关。。。。。。。。钻研者利用CoBATCH技术解析了幼鼠胚胎期16.5天，，，，，，来自10个器官的Cdh5+ 谱系的内皮细胞的H3K27ac水平的异质性，，，，，，通过系统的生物信息学分析，，，，，，作者精确地鉴别了分歧的细胞亚群，，，，，，它们别离与动静脉的发育，，，，，，内皮-间质转化（EndoMT）等过程有关，，，，，，并且，，，，，，分歧器官起源的细胞可能保留着胚层发育的表观信息。。。。。。。。有趣的是，，，，，，作者还鉴定了一群与免疫有关的细胞，，，，，，它们可能参加了免疫系统的发育和调控。。。。。。。。同时，，，，，，心脏内皮谱系的细胞也阐发出很强的内部的异质性，，，，，，作者用RNA Pol II和H3K36me3 CoBATCH单细胞数据鉴别出巨噬细胞样细胞，，，，，，间质细胞和内皮细胞等分歧的细胞类型。。。。。。。。这些钻研了局证了然CoBATCH能够解析分歧器官起源的内皮细胞表观异质性以及顺式作用元件在发育过程中的动态变动，，，，，，为理解器官职能特异的内皮细胞发育提供了沉要线索。。。。。。。。
 
简而言之，，，，，，CoBATCH技术是第一个拥有普适性、高质量、高通量的单细胞ChIP-seq步骤，，，，，，该技术将在单细胞水平上为解析细胞命运决定和职能异质性的表观遗传调控机造提供强有力的支持，，，，，，并对钻研器官发育和疾病产生过程拥有沉大的意思。。。。。。。。北京大学分子医学钻研所博士生王千昊、艾珊珊、刘雅茜和北京大学-清华大学性命科学结合中心博士生熊海清、余先红为论文共同第一作者，，，，，，何爱彬钻研员为本文的通讯作者。。。。。。。。该钻研获得了科技部干细胞专项、国度天然科学基金委的和性命科学结合中心的支持。。。。。。。。
 
参考文件：
[1] Guo, H., et al., Single-cell methylome landscapes of mouse embryonic stem cells and early embryos analyzed using reduced representation bisulfite sequencing. Genome Res, 2013. 23(12): p. 2126-35.
[2] Nagano, T., et al., Single-cell Hi-C reveals cell-to-cell variability in chromosome structure. Nature, 2013. 502(7469): p. 59-64.
[3] Buenrostro, J.D., et al., Single-cell chromatin accessibility reveals principles of regulatory variation. Nature, 2015. 523(7561): p. 486-90.
[4] Cao, Z., et al., A microfluidic device for epigenomic profiling using 100 cells. Nat Methods, 2015. 12(10): p. 959-62.
[5] Zhang, B., et al., Allelic reprogramming of the histone modification H3K4me3 in early mammalian development. Nature, 2016. 537(7621): p. 553-557.
[6] Brind'Amour, J., et al., An ultra-low-input native ChIP-seq protocol for genome-wide profiling of rare cell populations. Nat Commun, 2015. 6: p. 6033.
[7] Rotem, A., et al., Single-cell ChIP-seq reveals cell subpopulations defined by chromatin state. Nat Biotechnol, 2015. 33(11): p. 1165-72.
[8] Ku, W.L., et al., Single-cell chromatin immunocleavage sequencing (scChIC-seq) to profile histone modification. Nat Methods, 2019. 16(4): p. 323-325.
[9] Kaya-Okur, H.S., et al., CUT&Tag for efficient epigenomic profiling of small samples and single cells. Nat Commun, 2019. 10(1): p. 1930.