动物单细胞ATAC高分文献应用介绍，速来围观！
文摘
科学
2024-09-06 17:55
北京
![]( "LOGO合成GIF.gif")
单细胞ATAC测序技术可在单细胞维度解析染色质开放区域的关键信息，进而勾勒出细胞中转录因子调控蛋白的具体结合区域以及核小体定位等核心生物学特征。在动物领域，单细胞ATAC测序技术的应用对于研究基因表达调控、绘制表观遗传图谱、探索细胞分化和生长发育过程，以及理解各类疾病的形成和发展具有重要意义。
文章题目：Conserved and divergent gene regulatory programs of the mammalian neocortex 测序技术：10x Chromium single-cell multiome ATAC and gene expression![]()
2023年12月在Nature上发表了题为“Conserved and divergent gene regulatory programs of the mammalian neocortex”的研究论文。该研究利用单细胞多组学方法研究了人类、猕猴、狨猴和小鼠初级运动皮层的基因调控程序，从总共超过20万个细胞中生成基因表达、染色质可及性、DNA甲基组和染色体构象图谱。这些数据展示了转录因子表达差异与物种特异性表观基因组景观相对应的证据。
该研究发现保守和分化的基因调控特征反映在三维基因组的进化中。在皮质细胞中，近80%的人类特异性顺式调控因子为转座因子。通过机器学习，该研究开发了不同物种中基于序列的候选顺式调控元件，并证明了从啮齿动物到灵长类动物的基因组调控都得到了高度保存。最后，该研究表明表观遗传保守与序列相似性相结合有助于揭示功能顺式调控元件，并增强神经系统疾病和性状遗传变异的可能性。
文章题目：Molecular and cellular evolution of the primate dorsolateral prefrontal cortex测序技术：10x Chromium single-cell multiome ATAC and gene expression![]()
2022年8月Science上发表了题为“Molecular and cellular evolution of the primate dorsolateral prefrontal cortex”的文章。该文章通过单细胞多组学测序分析成年人类（Human）、黑猩猩（Chimpanzee）、恒河猴（Macaque）以及狨猴（Marmoset）背外侧前额叶皮质（dlPFC）的超过60万个单细胞核转录组数据，绘制了灵长类背外侧前额叶皮质的细胞类型图谱。基于此图谱的物种间比较分析揭示了物种间细胞水平和分子水平差异，虽然大多数转录组学定义的细胞亚型是保守的，但仍检测个别细胞亚型是物种特有的。此外，该研究还发现在同源神经元、神经胶质细胞和非神经细胞亚型之间存在物种特异性分子差异。比如，一个精神疾病易感基因FOXP2在皮质第四层的兴奋性神经元中存在灵长类特异性的表达，以及在小胶质细胞中存在人类特异性表达。文章题目：Single-cell dynamics of liver development in postnatal pigs发表期刊：Science Bulletin(IF：20.577)测序技术：scRNA-seq, snRNA-seq和scATAC-seq![]()
2023年11月Science Bulletin上发表了题为“Single-cell dynamics of liver development in postnatal pigs”的文章。该研究以断奶前(30天)、断奶后(42天)、生长高峰(150天)和成年阶段(730天)四个生长发育重要阶段、不同性别、健康巴马香猪肝脏作为研究材料，使用scRNA-seq, snRNA-seq和snATAC-seq技术，构建了迄今最全面的出生后猪肝脏单细胞发育图谱，表征了肝脏细胞类型在四个不同发育阶段的异质性，鉴定了主要细胞类型特异的转录因子并揭示了其发育过程中基因表达的动态变化。研究发现断奶前仔猪和成年猪脂肪酸合成的差异，作者进一步通过拟时序分析构建了出生后肝细胞的发育轨迹，鉴定到5693个基因在三个发育阶段的肝细胞中表现出显著的表达变化，并结合基因调控网络分析进一步揭示了33个发育阶段特异性转录因子。通过单细胞多组学技术(snRNA-seq和snATAC-seq)首次鉴定到LUZP2是成年猪肝窦内皮细胞特异的转录因子编码基因，提示其发挥阶段特异性功能。前人报道髓系细胞在新生小鼠免疫系统中占主导，作者发现淋巴细胞（NK和T细胞）从第30天起开始主导猪肝的免疫系统。此外，还发现了一簇组织驻留的NK细胞，它们具有病毒防御功能，在第730天仍保持增殖特征，并表现出比小鼠肝脏更高的保守转录因子表达模式。
文章题目：Integrative single-cell characterization of a frugivorous and an insectivorous bat kidney and pancreas发表期刊：Nature communications (IF：14.7)测序技术：10x Chromium single-cell multiome ATAC and gene expression![]()
2024年1月Nature communications上发表了题为“Integrative single-cell characterization of a frugivorous and an insectivorous bat kidney and pancreas“的文章。研究人员利用单细胞多组学测序技术对8只食虫动物蝙蝠（Eptesicus fuscus，大棕蝠）和7只食果动物蝙蝠（Artibeus jamaicensis，牙买加果蝠）的肾脏和胰腺样本，超过34,696个细胞进行分析，鉴定了与食果蝠相关的关键细胞群、基因表达和调控差异，这些差异也与人类疾病，特别是糖尿病相关。研究发现，在肾脏中，食果蝠有更多的集合管细胞，并且表达了与液体和电解质平衡相关的基因。在胰腺中，果食蝠相对减少了胰腺外分泌细胞，并且表达了与胰岛素分泌和葡萄糖反应相关的基因。研究人员使用scATAC-seq分析果食蝠和食虫蝠的肾脏和胰腺细胞，以寻找转录因子结合位点的差异。研究发现果食蝠和食虫蝠之间存在不同的转录因子结合位点使用情况，这意味着不同的转录因子可能在两种蝠类的基因调控中发挥着重要作用。
此外，该研究开发了一个跨物种整合分析框架，以标记人类和小鼠单细胞的肾脏和胰腺细胞类型，发现这些食果蝙蝠与人类糖尿病有一些共同的分子特征。
文章题目：Evolutionary and developmental specialization of foveal cell types in the marmoset发表期刊：Proc Natl Acad Sci U S A(IF:=11.1)测序技术：scRNA-seq, snRNA-seq和scATAC-seq![]()
2024年4月Proc Natl Acad Sci USA上发表了题为“Evolutionary and developmental specialization of foveal cell types in the marmoset”。该研究使用单细胞RNA测序来分析狨猴（Callithrix jacchus）的视网膜细胞，生成了新生儿狨猴和成年狨猴的中央凹和周边视网膜细胞图谱。比较分析表明，狨猴的中央凹细胞类型几乎与人类和猕猴的完全一致，凸显了灵长类动物中央凹细胞结构的高度保守性。进一步地，作者追踪了中央凹与周围视网膜区域中细胞类型的发育轨迹，结果显示出两者遵循着截然不同的成熟路径。对基因表达差异的深入分析表明，视锥光感受器和Müller胶质细胞（MG）等在这两个区域之间表现出最显著的分子差异。研究人员利用单细胞ATAC-seq和基因调控网络推断，揭示了区分中央凹锥体和外周对应物的不同转录调控机制。对预测的配体-受体相互作用的进一步分析表明，MG在支持中央凹锥体成熟方面具有潜在作用。
格致博雅目前引入10x Genomics、DNBelab C-TaiM4、BD Rhapsody多个单细胞平台，拥有运行日产通量最高的高通量测序平台 MGI DNBSEQ-T7，可提供精准高效高性价比的单细胞转录组、单细胞ATAC及多组学联合分析服务。
[1]Zemke, Nathan R et al. “Conserved and divergent gene regulatory programs of the mammalian neocortex.” Nature vol. 624,7991 (2023): 390-402. doi:10.1038/s41586-023-06819-6
[2]Ma, Shaojie et al. “Molecular and cellular evolution of the primate dorsolateral prefrontal cortex.” Science (New York, N.Y.)vol. 377,6614 (2022): eabo7257. doi:10.1126/science.abo7257
[3]Gordon, Wei E et al. “Integrative single-cell characterization of a frugivorous and an insectivorous bat kidney and pancreas.” Nature communications vol. 15,1 12. 9 Jan. 2024, doi:10.1038/s41467-023-44186-y
[4]Rao, Lin et al. “Single-cell dynamics of liver development in postnatal pigs.” Science bulletin vol. 68,21 (2023): 2583-2597. doi:10.1016/j.scib.2023.09.021
[5]Zhang, Lin et al. “Evolutionary and Developmental Specialization of Foveal Cell Types in the Marmoset.” bioRxiv : the preprint server for biology 2023.12.10.570996. 10 Dec. 2023, doi:10.1101/2023.12.10.570996. Preprint.
![]()
北京格致博雅生物科技有限公司（简称“格致博雅”）是国内领先的高通量测序和生物信息学技术研发企业，自成立以来始终秉持着“让生命可知”的愿景，专注于动植物多组学测算服务，致力于为育种 4.0 提供智能化解决方案。格致博雅具备完整的基因检测技术链，拥有自动化的样本前处理平台、超高通量 DNBSEQ-T7 测序平台以及配备有大量自研数据处理流程的高性能计算中心，以“大数据+生物技术”为核心竞争力。格致博雅搭建有多基因分型检测、高通量测序和动植物多组学数据挖据的生物育种底层技术平台，提供基因组测序与分析、单细胞及多组学测序与分析和宠物基因检测三大技术服务。格致博雅现已获得北京市“专精特新”中小企业、国家高新技术企业、中关村高新技术企业、北京市“创新型”中小企业、ISO9001 质量体系认证等多项荣誉资质。
