研究人员产生一种单细胞染色质的人类基因组图谱

加州大学圣地亚哥分校的研究人员产生了人类基因组的单细胞染色质地图集。染色质的DNA和蛋白质是一个复杂的真核细胞;的染色质区域内关键基因调控元素出现在打开配置一定的细胞核。精确地描述这些访问的染色质区域在不同的人体组织细胞类型将是一个重大的一步了解基因调控的作用元素(非编码DNA)在人类健康或疾病。

研究结果发表在11月12日,2021年细胞。

科学家、人类基因组,俗称的“生命之书”,主要是不成文的。或者至少未读。而科学的名言(近似)数量所需的蛋白质编码基因的构建一个人类,大约有20000 +,估计不会真的开始解释完全施工过程是如何工作的,或者在疾病的情况下,它可能会出错。

“20年前人类基因组测序,但生命的理解这本书的意义仍然是具有挑战性的,“Bing任说,博士,中心主任表观基因组学,细胞和分子医学教授和加州大学圣地亚哥分校医学院的一员在加州大学圣地亚哥分校路德维希癌症研究所。

”的一个主要原因是,大多数的人类DNA序列,超过98%,non-protein-coding,我们还没有一个基因编码的书来解开嵌入这些序列的信息。”

换句话说,这有点像知道章节标题但仍与其他页面空白。

填空的努力正在广泛称为捕获在一个正在进行的国际努力百科全书的DNA元素(编码)的工作,包括任正非和他的同事们。特别是,他们调查了染色质的角色和功能,复杂的DNA和蛋白质形成真核细胞的细胞核内染色体。

DNA携带细胞的遗传指令。染色质的主要蛋白质,称为组蛋白,帮助紧包的DNA在紧凑的形式,适合在细胞核内。(大约有六英尺的DNA塞进每一个细胞核和每个人体内约100亿英里)。如何染色质包DNA的变化与DNA复制和基因表达有关。

处理后老鼠,任正非和合作者将注意力转向一个单细胞的阿特拉斯的染色质在人类基因组中。

他们化验适用于超过600000种人类细胞取样来自30个成人组织从多个捐赠者,与类似的数据集成,信息来自15个胎儿组织类型显示染色质的状态在222年大约有120万个候选基因元素不同的细胞类型。

“最初的挑战之一是确定最佳实验条件对于这样一个多样化的样本类型,尤其是考虑到每个组织的独特的化妆和灵敏度均化,”这项研究的共同作者Sebastian Preissl,博士,副主任单细胞基因组学在加州大学圣地亚哥分校表观基因组学中心合作研究中心进行化验。

非编码DNA转录调节基因工程元素区域(复制一段DNA转录成RNA)的邻近基因。转录是必不可少的过程,将遗传信息转化为行动。

”研究在过去的十年中已经建立了在非编码DNA序列变异的关键驱动multi-genic特征和在人类疾病,如糖尿病、阿尔茨海默氏症的疾病和自身免疫性疾病。”研究的合著者凯尔j . Gaulton博士说,儿科助理教授在加州大学圣地亚哥分校医学院的。

“一个新的范例,帮助解释如何将这些非编码变异导致疾病认为这些序列变化扰乱的转录调控元件的功能,导致基因表达的调节异常disease-relevant细胞类型,如神经细胞,免疫细胞或上皮细胞,”张co-first作者凯说,博士,博士后在细胞和分子医学系。“解锁功能的非编码的主要障碍风险变异,然而,细胞类型特异的转录的地图是缺乏监管元素在人类基因组中。”

任说,新发现确定240 multi-genic disease-trait-relevant细胞类型特征和疾病,并标注非编码变异的风险。

“我们认为,这些资源将极大地促进跨广泛的人类疾病机制的研究多年来。”

Preissl说,染色质阿特拉斯也会让科学界解开组织特定于环境的差异存在于多种组织的细胞类型,如成纤维细胞、免疫细胞或内皮细胞。

参考:张K,典当者JD,尹浩然,米勒。一个单细胞的阿特拉斯的染色质可访问性在人类基因组中。细胞。2021;0 (0)。doi:10.1016 / j.cell.2021.10.024

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