国自然热点：单细胞转录组+表观基因组应用思路

还在为“转录组+表观基因组”的实验设计而苦恼吗？

还在面对遗传机制解析而一筹莫展、无从下手吗？

还在苦于bulk级别解析的分辨率不高吗？

快来听听大咖怎么说！

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随着基因型分型方法成本的降低、表型收集方法的完善以及基因型-表型信息管理系统的建立，越来越多的人群队列研究数据找到了大量与复杂性状与疾病关联的DNA区域。然而，从这些区域中精细定位影响性状与疾病的因果DNA突变和基因依然存在很大的挑战。

基于Bulk组织的功能基因组研究，为从非编码区鉴定调控型DNA突变及其下游靶基因做出了重要贡献，但是基于bulk数据的分析忽略了组织中的细胞异质性。因此，细胞亚群特异性的遗传效应往往会被同一组织中其它非相关细胞稀释，极大地限制了我们对复杂性状和疾病的遗传机制解析。

近日，几篇重量级遗传学刊物发表文章，通过单细胞转录组和表观组技术，系统解析DNA变异如何通过影响细胞亚群调控元件活性继而影响生物表型，为遗传机制解析开辟了一片新战场。这些文章的研究思路通用性强，技术成熟度高，势必对不同物种不同性状的遗传机制解析带来巨大帮助。

刘毓文    研究员

中国农科院农业基因组研究所

文献速递

期刊：Nature Genetics

通讯作者：Clint L. Miller、Chongzhi Zang

单位：弗吉尼亚大学公共卫生基因研究组

发表时间：2022-5-19

简介：冠心病(CAD)是全球范围内导致死亡的主要疾病。CAD发病机制复杂，其中涉及多种细胞类型表型的转化，包括：内皮细胞、平滑肌细胞、免疫细胞等。全基因组关联分析（GWASs）已经确定了超过200个与CAD相关的位点，其中大多数风险变异位点位于非编码DNA序列，且多富集在顺式作用元件中。本研究作者应用转座酶(Transposase，Tn5) 单细胞核染色质可及性分析((snATAC-seq), 在细胞水平探究CAD发病机制。

原文链接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35590109/

期刊：Nature Genetics

通讯作者：Gosia Trynka

单位：桑格研究所

发表时间：2022-5-26

简介：在抗原激活过程中，很多T细胞中都有基因表达的变化，这种变化能够塑造细胞特性，从而发挥其效应功能。因而探究抗原激活后的调控机制可以揭示基因变异是如何导致免疫性疾病的。研究者通过scRNA-seq、eQTLs、GWASs分析，探究了特定基因的表达调控以及免疫介导疾病的易感机制。

原文链接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35618845/

期刊：Nature Genetics

通讯作者：Katalin Susztak

单位：宾夕法尼亚大学医学院

发表时间：2022-6-16

简介：全世界有超过8亿人患有肾脏病，然而对肾脏功能障碍的机制却知之甚少。本研究在150万人中定义了肾脏功能的遗传关系，并确定了878个（其中有126个是新发现的）基因座。研究绘制了443个肾脏的甲基组、686个样本的转录组和57229个肾脏细胞的单细胞开放染色质的基因型效应图。遗传性分析显示，甲基化变异对遗传性的解释比基因表达要大。研究者提出了一个多阶段的优先排序策略，并对87%的肾脏功能位点的目标基因进行优先排序，并强调了近端肾小管和新陈代谢在肾脏功能调节中的关键作用。此外，SLC47A1在肾脏疾病中的因果作用是利用遗传缺失小鼠模型和携带功能缺失变体的人类个体中得到证实的。研究人员的发现证明了大量及单细胞表观基因组信息将在全基因组关联研究转化为识别复杂性状的靶基因、细胞起源和分子机制方面起到关键作用。

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41588-022-01097-w

转自：“学术查”微信公众号

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