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单细胞间的甲基化变异如何解析im体育登录?

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-05-02  浏览次数:444
胚胎干细胞(ESC)具有非常高的异质性im体育登录im体育登录im体育登录im体育登录,在胚胎干细胞群体中不同的子群具有不同的细胞状态,并在基因表达im体育登录im体育登录im体育登录、转录因子调控及表观遗传修饰方面均表现出广泛的差异im体育登录。异质的 DNA 甲基化在平衡 ESCs 自我更新和多分化潜能之间具有重要作用,因此细胞间 DNA 甲基化异质性的研究对于理解胚胎干细胞生物学问题十分重要im体育登录。近年来im体育登录,单细胞测序技术已经成为研究复杂组织中细胞间甲基化异质性的有力工具,但怎样分析并解释单细胞间的甲基化变异仍具有很大挑战im体育登录。

中国科学院北京基因组所吕雪梅研究组与美国弗吉尼亚理工大学谢荷煌研究团队合作im体育登录im体育登录,利用小鼠胚胎干细胞得到的单细胞 DNA 甲基化测序数据im体育登录im体育登录im体育登录,开发了一套生物信息分析流程im体育登录im体育登录,挖掘 ESCs 中的细胞子群特异 DNA 甲基化(CSM)im体育登录im体育登录im体育登录。

由于当前单细胞甲基化组数据具有覆盖细胞数少im体育登录、测序乘数低以及 DNA 片段扩增偏好等缺陷im体育登录im体育登录,导致对等位基因特异甲基化(ASM)、非对称性甲基化(AM)在内的细胞内 DNA 甲基化异质性im体育登录,和真正的 CSM 之间的区分能力十分受限im体育登录im体育登录。因此科研人员在过滤掉这些细胞内甲基化变异的干扰后,开发了新的统计模型,即“混合贝塔模型”以鉴定出真正的 CSM 位点im体育登录。

该研究进一步整合了胚胎干细胞单细胞转录组数据、小鼠成体组织甲基化组数据和转录因子结合基序注释信息im体育登录,对 CSM 的调控模式进行解读im体育登录。结果发现 CSM 位点显著富集到 CGI shelf 区域im体育登录,以及增强子和启动子偏好的组蛋白修饰区域im体育登录;同时 CSM 定位到的基因在单细胞间表现出广泛的表达差异im体育登录。进一步研究发现,CSM 位点可以被聚类成共甲基化的?im体育登录??,这些 CSM 膇m体育登录?樵诓煌商遄橹芯哂胁煌募谆椒植糹m体育登录,并且表现出??樘匾斓淖家蜃痈患?。该方法为单细胞甲基化组测序数据表观异质性的深度挖掘提供了方法学的创新im体育登录,对于研究复杂细胞群体异质性具有重要指导意义im体育登录。
 
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