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  • 单细胞ChIP-Seq技术

     

     

     

    技术简介:

     

    单细胞ChIP-seq测序技术(scChIP-seq)是一种结合染色质免疫沉淀(ChIP)和高通量测序的技术,可分析单个细胞中特定蛋白质(如转录因子或组蛋白修饰)与DNA的结合位点。相较于传统ChIP-seq,单细胞ChIP-seq通过液滴微流控与分子条形码技术的结合能够解析细胞群体中异质性的表观遗传特征,揭示单个细胞在转录调控、染色质修饰等方面的独特状态。

    2015 年,哈佛大学 David Weitz 院士团队首次提出单细胞 ChIP-seq 技术 —Drop-ChIP。该技术联合微流控、DNA barcoding(DNA 条形码)和高通量测序,成功生成了小鼠胚胎干细胞(ES)、胚胎成纤维细胞(MEF)和造血祖细胞(EML 细胞)的单细胞分辨率染色质图谱,并研究了不同类型调节元件(H3K4me3 和 H3K4me2)的细胞间变异性。

    单   细胞ChIP-seq—Drop-ChIP流程

    随着技术的不断革新,单细胞 ChIP-seq 技术在肿瘤、发育、免疫等领域的应用已展现出巨大潜力。2019年一篇发表在期刊Nature genetics的研究利用单细胞ChIP-seq解析乳腺癌耐药性产生的基因调控机制。研究发现未经治疗的药物敏感肿瘤中的一部分细胞与耐药细胞具有共同的染色质特征,这是传统ChIP-seq无法检测到的。这些细胞,以及来自耐药性肿瘤细胞,均失去了H3K27me3染色质标记,该标记与已知的促进治疗耐药性的基因的稳定转录抑制有关。  

     

    技术原理:

      云序生物scChIP-seq实验流程:1)通过对细胞悬液处理,增加细胞膜通透性;2)加入一抗结合修饰位点,加入二抗扩大信号;3)修饰过的PA-Tn5酶结合二抗 PA-Tn5酶靶向切割DNA;4)通过液滴微流控技术将经过处理的单细胞包裹形成油包水结构,进行预扩增以捕获和标记单个细胞的DNA;5)经过PCR扩增加上测序接头,构建成文库进行高通量测序。  

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  • 案例分析

     

    案例1:高通量单细胞 ChIP-seq 鉴定乳腺癌中染色质状态的异质性

     

    原文:High-throughput single-cell ChIP-seq identifies heterogeneity of chromatin states in breast cancer

    期刊:Nature genetics                          影响因子:31.7   

     

                    

    通过组蛋白修饰调节染色质结构是基因表达的主要表观遗传机制和调节因子。然而,染色质特征对肿瘤异质性和进化的贡献仍然未知。在这里,我们描述了一个高通量液滴微流体平台,用于以单细胞分辨率分析数千个细胞的染色质景观。使用乳腺癌对化疗和靶向治疗的获得性耐药的患者来源的异种移植模型,我们发现未经治疗的药物敏感肿瘤中的细胞亚群与耐药细胞共享共同的染色质特征,使用批量方法无法检测到。这些细胞和来自耐药肿瘤的细胞已经丢失了已知促进治疗耐药性的基因的染色质标记 — H3K27me3,它与稳定的转录抑制有关。这种单细胞染色质免疫沉淀后测序方法为研究染色质异质性的作用铺平了道路,不仅在癌症中,而且在其他疾病和健康系统中,特别是在细胞分化和发育过程中。

     

     

    案例1:单细胞CUT&Tag描述复杂组织中的组蛋白修饰和转录因子

     

    原文:Single-cell CUT&Tag profiles histone modifications and transcription factors in complex tissues

    期刊:Nature biotechnology               影响因子:46.9 

     

     

    与检测基因表达和DNA可及性的单细胞方法相比,分析组蛋白修饰的单细胞方法受到低灵敏度和低通量的限制。在这里,作者将用于测量大量组蛋白修饰的CUT&Tag技术与基于液滴的单细胞文库制备相结合,以产生关于染色质修饰的高质量单细胞数据。将单细胞CUT&Tag (scCUT&Tag)应用于数万个小鼠中枢神经系统细胞,探测活性启动子、增强子和基因体(H3K4me3、H3K27ac和H3K36me3)和非活性区域(H3K27me3)的组蛋白修饰特征。结果发现,这些scCUT&Tag谱足以确定细胞身份和反卷积调控原理,如启动子二价性、H3K4me3的扩散和启动子-增强子连接,还使用scCUT&Tag研究转录因子OLIG2和内聚蛋白复合物RAD21在单细胞染色质上的占用情况。研究结果表明,在单细胞分辨率下对组蛋白修饰和转录因子占用的分析为中枢神经系统的表观基因组景观提供了独特的见解。

     

  • 云序技术优势:

     

    高通量:

    单次实验可高通量检测~10000个细胞核,在保持单细胞分辨率的同时满足复杂异质样本中的细胞分群

     

    多种抗体,灵活选择:

    5种组蛋白修饰:H3K27ac、H3K4me1、H3K4me3、H3K27me3、H3K36me3;

    1种DNA结合蛋白:Rpb1(RNA聚合酶 Ⅱ)

     

    专业的生物信息学分析:

    云序生物拥有专业的生物信息分析团队,助力客户深入挖掘数据,并联合多组学进行机制解析。

     

     

     

     

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