全球首次!用单个细胞解析基因表达控制

生命科学 2018年12月26日
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日本九州大学、东京工业大学和东京大学组成的研发小组,开发出了利用非常少量的细胞即可获得表观基因组信息的“染色质插入标记法(Chromatin Integration Labeling:CHIL)”。该方法能在不破坏细胞的情况下,扩增存在任意转录因子和组蛋白修饰等的区域的碱基序列,所以能够以高灵敏度进行解析。由此便可利用单个细胞测量控制基因表达的转录因子的结合位置和组蛋白修饰,这在全球尚无前例。

每个人体内所有细胞都拥有相同的遗传信息,但构成不同组织的各种细胞会选择性地表达特定的基因,从而具备独特的性质。随着近年来不断的技术革新,已经可以解析单个细胞中的基因表达(各基因的RNA丰度)。不过,对于理解基因表达控制机制不可或缺的表观基因组解析,如果利用以往的方法至少需要数千个细胞才能完成,因此极难应用于干细胞等体内仅少量存在的细胞。此次开发的方法对于查明控制生命现象的分子机制非常有用,比如胚胎发育和细胞分化的控制机制等,同时还有望广泛应用于癌症研究和再生医疗等。

相关研究成果已于2018年12月10日发表在英国的科学期刊《自然细胞生物学》上。

重点

开发了以细胞染色为基础的基因表达控制信息(表观基因组信息)解析技术。可以获得单个细胞的表观基因组信息。新开发的方法有望广泛应用于胚胎发育、细胞分化和干细胞研究,以及癌症研究、老化研究和再生医疗。

研究人员寄语

该技术也是我们表观基因组研究人员最需要的技术。虽然很早就想到了这个方法,但用了5年多的时间才将其变成实用技术。希望能在全球得到广泛应用,为此前难以实现的干细胞再生医疗、癌症等疾病的机制调查以及生命科学的飞跃发展贡献一己之力。

全球首次!用单个细胞解析基因表达控制

该技术利用以抗体为基础制作的探针标记基因组DNA上的转录因子和组蛋白修饰,使之实现可视化,通过扩增标记周边的DNA序列后进行大规模测序来获得位置信息。

文:JST客观日本编辑部

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