紐約，紐約(2021年4月29日)-在面向科學(xué)界的新資源中，今天發(fā)表在《自然生物技術(shù)》上，位于紐約基因組中心(NYGC)和紐約大學(xué)(NYU)的內(nèi)維爾·桑雅那(Neville Sanjana)博士實(shí)驗(yàn)室的研究人員開發(fā)了CRISPR-sciATAC，這是一種新穎的整合遺傳篩選平臺(tái)，可共同捕獲CRISPR基因擾動(dòng)和單細(xì)胞染色質(zhì)可及性全基因組。借助這項(xiàng)技術(shù)，他們描述了基因組組織的變化，并創(chuàng)建了關(guān)于改變單個(gè)染色質(zhì)的酶的損失如何影響人類基因組的大規(guī)模地圖集。該新方法利用基因編輯系統(tǒng)CRISPR的可編程性來并行剔除幾乎所有與染色質(zhì)相關(guān)的基因，為研究人員提供了更深入的了解，了解了DNA可及性在癌癥和涉及染色質(zhì)的罕見疾病中的作用。
單細(xì)胞技術(shù)的最新進(jìn)展使科學(xué)家能夠分析染色質(zhì)，位于單個(gè)細(xì)胞核內(nèi)的DNA和蛋白質(zhì)的復(fù)合物。染色質(zhì)通常被稱為基因組的“守門人”，因?yàn)槠涞鞍踪|(zhì)充當(dāng)DNA的包裝元素，從而促進(jìn)或拒絕其進(jìn)入。這可以控制細(xì)胞中的基因表達(dá)過程，例如打開或關(guān)閉特定基因。染色質(zhì)景觀的變化與多種人類特征和疾病(尤其是癌癥)有關(guān)。
在CRISPR-sciATAC的初步演示中，Sanjana Lab團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一個(gè)CRISPR文庫，以靶向20種染色質(zhì)修飾基因，這些基因通常在不同的癌癥中發(fā)生突變，包括乳腺癌，結(jié)腸癌，肺癌和腦癌。這些酶中的許多酶起著抑癌作用，它們的損失導(dǎo)致染色質(zhì)可及性的整體變化。例如，該小組表明，編碼組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶的基因EZH2的缺失導(dǎo)致多個(gè)先前沉默的發(fā)育基因的基因表達(dá)增加。
“ CRISPR-sciATAC的規(guī)模使該數(shù)據(jù)集非常獨(dú)特。在這里，在統(tǒng)一的遺傳背景下，我們具有可訪問性數(shù)據(jù)來捕獲每個(gè)染色質(zhì)相關(guān)基因的影響。這提供了每個(gè)基因之間的詳細(xì)映射以及其損失如何影響基因組組織”，該研究的共同第一作者，紐約基因組中心和紐約大學(xué)Sanjana實(shí)驗(yàn)室的博士后研究員Noa Liscovitch-Brauer博士說。
該團(tuán)隊(duì)總共針對(duì)了100多個(gè)與染色質(zhì)相關(guān)的基因，并開發(fā)了一個(gè)“染色質(zhì)圖譜”，該圖譜描繪了基因組如何響應(yīng)這些蛋白質(zhì)的丟失而發(fā)生變化。該圖集顯示，所靶向的17種染色質(zhì)重塑復(fù)合物中的每一個(gè)的不同亞基對(duì)基因組可及性均具有不同的影響。出乎意料的是，幾乎所有這些復(fù)合物都具有亞單位，在這些亞單位中，損失觸發(fā)了增加的可及性，而其他亞單位則具有相反的作用。總體而言，在丟失富含BA的復(fù)合體成員的富含AT的相互作用域蛋白1A(ARID1A)后，觀察到了轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)的最大破壞，而轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)是基因組中的重要功能元件。據(jù)估計(jì)，BAF復(fù)合蛋白中的突變與5種癌癥中的1種有關(guān)。
標(biāo)簽： 單細(xì)胞CRISPR
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