近日，英国爱丁堡大学Dónal O’Carroll研究组利用Bigfoot全光谱超高速流式细胞分选仪，在《Nature》上发表了题为“Two-factor authentication underpins the precision of the piRNA pathway”的重磅文章，揭示了SPOCD1 精确控制 DNA 甲基化的潜在机制。
在雄性小鼠种系发育过程中，PIWI-interacting RNA（piRNA）通路引导着年轻、活跃的转座子的 DNA 甲基化【1】。piRNA 将 PIWI 蛋白 MIWI2（PIWIL4）系在新生转座子转录本上，通过 SPOCD1 精确地控制 DNA 甲基化【2-5】。然而，确保这种精确性的潜在机制仍然未知。
2024年9月18日，英国爱丁堡大学Dónal O’Carroll团队在《Nature》上发表题为“Two-factor authentication underpins the precision of the piRNA pathway”的研究论文。作者发现 SPOCD1 直接与 SPIN1（SPINDLIN1）相互作用，SPIN1 是一种染色质阅读器，主要与 H3K4me3-K9me3 结合【6 】，且SPIN1 的表达早于 SPOCD1 和 MIWI2 的表达，而之前普遍认为piRNA 引导的 DNA 甲基化所需的所有分子事件都发生在 MIWI2 参与之后。
此外，在piRNA引导的DNA甲基化开始之前，年轻的LINE1拷贝（而不是老的LINE1拷贝）会被H3K4me3、H3K9me3和SPIN1标记。作者通过突变基因小鼠，利用不与SPIN1相互作用SPOCD1变体，发现SPOCD1和SPIN1之间的相互作用对于精子发生和piRNA引导的年轻LINE1元件的DNA甲基化至关重要。这证明了piRNA引导的LINE1 DNA甲基化需要一个发育定时的双因素认证过程。第一个认证过程是将 SPIN1-SPOCD1 招募到年轻的 LINE1 启动子，第二个认证过程是 MIWI2 与新生转录本的接触。独立的认证事件是 piRNA 引导的 LINE1 DNA 甲基化精确性的基础。
本实验中，为了纯化胎儿生殖细胞，研究者从携带 Oct4-eGFP 等位基因的胚胎中分离出 E14.5 睾丸，解离得到单细胞悬浮液。之后在Bigfoot 全光谱超高速流式细胞分选仪上使用 100 μm 喷嘴进行分选，将 DAPI 阴性（活细胞）、OCT4-eGFP 阳性（生殖细胞）的细胞群分选出来用于后续CUT&Tag 测序分析。
图-H3K4me3、H3K9me3和SPIN1在新基因组甲基化之前标记年轻的LINE1。其中e-i，来自Bigfoot全光谱流式细胞分选仪分选得到的 E14.5 胎儿生殖细胞的 H3K4me3、H3K9me3 和 SPIN1 的 CUT&Tag 数据。
下面是此文中用到的Bigfoot全光谱超高速流式细胞分选仪的简介
Bigfoot是全球第一台全光谱、超高速、高性能的流式细胞分选仪，具有强大的光谱解析和分选能力，是免疫学研究和生物医药开发领域的强有力工具。其主要技术优势如下：
高配置：高达9激光60参数
高性能：实时全光谱拆分及传统补偿模式可选
高速度：分选速度高达7万个事件/秒
高通量：六路分选；96孔-1536孔板适用；单细胞分选
自动化：智能型全自动仪器校准及质控
安全性：整合式生物安全柜设计及气溶胶管理系统
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2. 产品应用 | Bigfoot分选流式用于iPSC单克隆分选，助力高质量细胞突变模型方法建立
赛默飞生命科学
