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单细胞转录组测序和染色质可及性测序技术概述及应用
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作者 王飞 王军辉 +6 位作者 张耀丹 姚程程 王少丽 夏永秀 李艺柔 张蔷 李少锋 《温带林业研究》 2024年第4期85-88,共4页
细胞异质性是生物组织的普遍特征,单细胞测序技术兴起能解决传统测序不能解决的细胞异质性带来的基因组、转录组、蛋白质组水平差异。非编码水平的染色质动态调控对基因转录调节具有重要作用,染色质可及性测序技术为科研人员提供了全基... 细胞异质性是生物组织的普遍特征,单细胞测序技术兴起能解决传统测序不能解决的细胞异质性带来的基因组、转录组、蛋白质组水平差异。非编码水平的染色质动态调控对基因转录调节具有重要作用,染色质可及性测序技术为科研人员提供了全基因组范围的染色质开放区域信息。单细胞转录组测序(scRNA-seq)、染色质可及性测序(scATAC-seq)技术首先被应用在动物、人体组织研究,近五年scRNA-seq、scATAC-seq技术开始应用在植物研究中。单细胞水平的高通量测序技术为分析植物细胞异质性图谱提供有力手段。染色质可及性测序是分析染色质开放、关闭区域的重要手段。近年来,上述技术在植物中的应用文献报道呈明显的上升趋势。本文深入探讨了这些新兴技术的原理和方法,以及它们的应用和对植物科学研究的贡献,并对单细胞转录组测序(scRNA-seq)、染色质可及性测序(scATAC-seq)及其联合运用在阐明植物细胞异质性和基因调控复杂机制方面进行全面概述。 展开更多
关键词 单细胞转录组 单细胞染色质可及性测序 细胞异质性
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人胚胎干细胞向神经前体细胞分化的转录组与染色质可及性变化分析研究
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作者 李林颖 蔡晓东 +7 位作者 童冉 杨晨 王志明 贺潇宇 马子越 张丰 李令杰 周君梅 《上海交通大学学报(医学版)》 北大核心 2025年第4期387-403,共17页
目的·利用人胚胎干细胞(human embryonic stem cell,hESC)体外分化模型和高通量多组学测序技术研究hESC分化成神经前体细胞(neural progenitor cell,NPC)过程中转录组和染色质可及性的变化情况。方法·首先在体外利用拟胚体形... 目的·利用人胚胎干细胞(human embryonic stem cell,hESC)体外分化模型和高通量多组学测序技术研究hESC分化成神经前体细胞(neural progenitor cell,NPC)过程中转录组和染色质可及性的变化情况。方法·首先在体外利用拟胚体形成法诱导hESC分化成NPC,并收集这2个阶段的细胞;通过反转录-实时荧光定量PCR(reverse transcriptionquantitative real-time PCR,RT-qPCR)和免疫荧光染色(immunofluorescence,IF)鉴定细胞表型。应用转录组测序(transcriptome sequencing,RNA-seq)检测并分析hESC和NPC的差异表达基因(differentially expressed gene,DEG)。应用染色质可及性测序(assay for transposase-accessible chromatin with high throughput sequencing,ATAC-seq)技术获取hESC和NPC的染色质可及性变化情况,并对差异的染色质开放区域进行基序富集分析以发现具有潜在调控作用的转录因子。最后对RNA-seq和ATAC-seq多组学数据进行联合分析,并构建蛋白质互作(protein-protein interaction,PPI)网络,寻找体外神经早期分化过程中的关键基因和调控通路。结果·RT-qPCR与IF均显示多能性标志物(NANOG、POU5F1)在hESC阶段表达量高而在NPC阶段表达量明显降低;同时神经早期分化标志物(PAX6、SOX1、NES)在hESC阶段基本不表达而在NPC阶段表达量显著升高。RNA-seq分析结果显示,与hESC阶段相比,NPC阶段中有5597个基因的表达水平呈现上调,而3654个基因的表达水平下降,基因功能富集分析显示NPC阶段上调的基因富集至神经发育相关的功能。ATAC-seq分析结果显示,共27491个基因组区域在hESC向NPC分化过程中染色质可及性发生了显著改变,其中有12381个区域染色质可及性增强,15110个区域染色质可及性减弱;基序富集分析揭示DLX1、LHX2等转录因子基因可能在hESC向NPC分化过程中发挥重要作用。RNA-seq和ATAC-seq的多组学数据联合分析结果显示,在NPC阶段高表达的重叠基因主要富集在轴突导向、前脑发育、神经元迁移等。神经分化后CTNND2、LHX2基因表达水平升高,且相关基因区域染色质可及性也增加。PPI网络分析发现,PRKACA、CDH2、ERBB4等是下游候选基因。结论·利用hESC体外分化模型结合高通量多组学测序技术可用于揭示hESC向NPC分化过程中的转录组及染色质可及性的变化规律;该过程中轴突导向、前脑发育、神经元迁移等通路的相关基因表达水平升高,染色质可及性增强。 展开更多
关键词 人胚胎干细胞 神经前体细胞 染色质可及性测序 转录组
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染色质转座酶可及性测序研究进展 被引量:9
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作者 吴杰 全建平 +4 位作者 叶勇 吴珍芳 杨杰 杨明 郑恩琴 《遗传》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期333-346,共14页
染色质转座酶可及性测序(assay for transposase-accessible chromatin with high-throughput sequencing,ATAC-seq)诞生于2013年,具有比脱氧核糖核酸酶I超敏感位点测序(deoxyribonuclease I hypersensitive site sequencing, DNase-seq... 染色质转座酶可及性测序(assay for transposase-accessible chromatin with high-throughput sequencing,ATAC-seq)诞生于2013年,具有比脱氧核糖核酸酶I超敏感位点测序(deoxyribonuclease I hypersensitive site sequencing, DNase-seq)和微球菌核酸酶敏感位点测序(micrococcal nuclease sequencing, MNase-seq)更快速、灵敏、简便的优点,是目前分析全基因组范围染色质开放区域的热点技术。通过该技术能获得染色质开放区域的相关信息,从而映射出转录因子等调控蛋白的结合区域和核小体定位等信息,对于研究表观遗传分子机制具有重要意义。本文比较了5种获取染色质开放区域技术的优缺点,重点介绍了ATAC-seq的原理和主要流程,描述了利用ATAC-seq技术研究染色质开放区域的发展概况以及ATAC-seq的相关应用,期望对真核生物全基因组水平的染色质开放区域研究、顺式调控元件鉴定以及遗传调控网络的解析等提供借鉴。 展开更多
关键词 染色质转座酶可及性 染色质开放区域 Tn5转座酶 表观遗传修饰 转录因子
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