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仅需100~1000个细胞!新型超低细胞数表观基因组分析方法问世

发布时间:2018-12-17 12:00阅读次数:

在过去的十年中,染色质免疫共沉淀测序技术(ChIP-seq)因其能够真实、完整地反映结合在DNA序列上的靶蛋白的调控信息,一直是分析表观基因组和鉴定DNA相关蛋白重要结合位点的主要技术。然而,ChIP-seq目前仍存在一些技术难点。其中一个重要限制是ChIP-seq需要大量的起始材料,需要至少10,000个或数百万个细胞才能启动。其中主要原因是实验的两个关键步骤往往会造成样本丢失:染色质制备和免疫沉淀。

近日,来自日本九州大学、东京工业大学、早稻田大学、东京大学和大阪大学的联合研究团队通过将免疫染色替代上述两个步骤,极大克服了样品丢失的问题,开发出一种名为“染色质整合标记测序”(ChIL-seq)的新型表观基因组学分析方法该方法无需免疫沉淀,可以利用极少量的细胞来分析DNA与蛋白质间的相互作用,为科学家研究稀有类型细胞及其他短缺的细胞样本提供新的机会。相关研究于2018年12月10日发表于Nature Cell Biology期刊。

在一系列评估实验中,研究人员成功证明,ChIL-seq技术仅使用100~1000个细胞就可以精确检测组蛋白修饰和DNA结合因子。利用ChIL-seq,研究团队还在单细胞水平上检测到与组蛋白标记相关的基因组区域,这也将有助于推动单细胞图谱的构建。此外,ChIL-seq技术还可以在细胞裂解前“放大”靶分子附近的基因组序列,这对于研究贴壁细胞等具有一定优势。研究团队表示,这一新型技术可以捕获以前未检测到的表观基因组信息,揭示更多全新的生物标志物,进而推动精准医疗的进步。

图:ChIL实验流程,来源:Nature Cell Biology

图:ChIL反应示意模型,来源:东京工业大学

目前,全世界研究人员正在开发多种不同类型的表观基因组学分析方法。每种方法都具有其优势和局限性,ChIL-seq当然也不例外。研究人员指出,虽然ChIL-seq在一定程度上克服了样品丢失的问题,但还需进一步优化和改进。例如,ChIL-seq目前对异染色质区域的敏感性较低,并且可能耗时3~4天时间才能完成整个过程。但总的来说,研究人员表示,凭借其精确性,ChIL-seq非常适用于单细胞领域的应用;其灵活性也意味着未来它可以与其他强大的测序技术相结合,发挥更大的作用。

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