紐約，紐約(2021年4月29日)-在面向科學界的新資源中，今天發(fā)表在《自然生物技術》上，位于紐約基因組中心(NYGC)和紐約大學(NYU)的內維爾·桑雅那(Neville Sanjana)博士實驗室的研究人員開發(fā)了CRISPR-sciATAC，這是一種新穎的整合遺傳篩選平臺，可共同捕獲CRISPR基因擾動和單細胞染色質可及性全基因組。借助這項技術，他們描述了基因組組織的變化，并創(chuàng)建了關于改變單個染色質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相關的基因，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的罕見疾病中的作用。
單細胞技術的最新進展使科學家能夠分析染色質，位于單個細胞核內的DNA和蛋白質的復合物。染色質通常被稱為基因組的“守門人”，因為其蛋白質充當DNA的包裝元素，從而促進或拒絕其進入。這可以控制細胞中的基因表達過程，例如打開或關閉特定基因。染色質景觀的變化與多種人類特征和疾病(尤其是癌癥)有關。
在CRISPR-sciATAC的初步演示中，Sanjana Lab團隊設計了一個CRISPR文庫，以靶向20種染色質修飾基因，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，它們的損失導致染色質可及性的整體變化。例如，該小組表明，編碼組蛋白甲基轉移酶的基因EZH2的缺失導致多個先前沉默的發(fā)育基因的基因表達增加。
“ CRISPR-sciATAC的規(guī)模使該數(shù)據(jù)集非常獨特。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)來捕獲每個染色質相關基因的影響。這提供了每個基因之間的詳細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Sanjana實驗室的博士后研究員Noa Liscovitch-Brauer博士說。
該團隊總共針對了100多個與染色質相關的基因，并開發(fā)了一個“染色質圖譜”，該圖譜描繪了基因組如何響應這些蛋白質的丟失而發(fā)生變化。該圖集顯示，所靶向的17種染色質重塑復合物中的每一個的不同亞基對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的復合體成員的富含AT的相互作用域蛋白1A(ARID1A)后，觀察到了轉錄因子結合位點的最大破壞，而轉錄因子結合位點是基因組中的重要功能元件。據(jù)估計，BAF復合蛋白中的突變與5種癌癥中的1種有關。
標簽： 單細胞CRISPR
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