16 / 2026-02-28 18:45:27

利用单细胞四组学测序解析基因调控图谱

单细胞多组学,顺式调控元件,三维基因组

细胞多样性不仅受转录组的调控，还受到多层次表观基因组调控的共同影响，包括核小体占据情况、染色质状态以及基因组空间结构。为全面理解这些调控模式如何汇聚并共同塑造细胞身份，我们开发了 CHARM——一种单细胞四组学测序方法，能够在同一细胞内并行解析基因组构象、组蛋白修饰、染色质可及性以及基因表达。将 CHARM 应用于小鼠胚胎干细胞与皮层组织后，我们重建了整合的表观基因组图谱，揭示了染色质可及性与组蛋白修饰在细胞周期中的不同动态变化，以及调控元件在三维核空间中的空间聚集特征。借助一种可解释的机器学习模型，我们进一步高精度地鉴定出数千对增强子—启动子连接关系，它们以细胞类型和亚型特异的方式调控基因表达。总体而言，CHARM 使得在单细胞分辨率下对三维表观基因组进行整合解析成为可能，为解码复杂组织中多样细胞的调控景观提供了一个通用而灵活的平台。