Nature Biotechnology 发表 OneCell CUT&Tag,可从单细胞同时检测染色质修饰与转录组
Nature Biotechnology | 当RNA还没“变”,染色质可能已经先动了:OneCell CUT&Tag揭开细胞命运转换的时间差
Nature Biotechnology 发表 OneCell CUT&Tag 方法,可从低至 1 个细胞同时获取组蛋白修饰、全长转录组和细胞表面标志物信息。标题指出,在细胞身份判定中,研究者通常依赖 RNA 表达,而该方法显示在细胞命运转换过程中染色质变化可能先于 RNA 表达变化。
单细胞研究里,细胞身份大多靠RNA表达谱来界定,单细胞转录组也确实勾勒出混合谱系状态与命运抉择过程中的中间态层级 [2]。但组蛋白修饰所代表的调控状态,是否会比转录本更早发生变化?itChIP-seq 曾在naive向primed多能性转变中捕捉到最早的H3K27ac表观启动事件 [3],暗示“表观先动”的可能性;只是染色质与RNA通常被分开测定——单细胞染色质分析有 itChIP-seq [3] 和纳米孔长读长的 scNanoSeq-CUT&Tag [4],多模态方向上 scCUT&Tag-pro 把蛋白-DNA相互作用与表面蛋白丰度耦联 [6],uCoTargetX 则同时测转录组与多个表观靶点 [5]——要在同一个细胞里同时读出染色质、全长转录组与表面标志物并直接判断谁先谁后,仍非易事,何况测量稀疏与多图谱整合本就是公认的难题 [6]。
Nature Biotechnology 报道的 OneCell CUT&Tag 正对着这一需求而来:起始材料低至1个细胞,可同时获得组蛋白修饰、全长转录组以及细胞表面标志物。同行评审数据库已收录该工作,题录写明其在单细胞水平同时分析染色质、转录组与表面标志物,并捕捉到表观基因组重编程[7];据报道,研究者是在细胞由多能性祖细胞逐步演进的分化进程中考察这些修饰变化的[8]。消息的题眼正在于此:当RNA还没“变”时,染色质可能已经先动——细胞命运转换存在时间差,仅凭基因表达判断细胞身份,或许慢了半拍。
放回已有版图,这一步的推进在于同一细胞内的三模态并行与超低输入:此前 scCUT&Tag-pro 是染色质加表面蛋白 [6],uCoTargetX 是转录组加多个表观靶点 [5],OneCell CUT&Tag 则把组蛋白修饰、全长转录组与表面标志物同时落到一个细胞上,且1个细胞即可起步。这样一来,“染色质先变还是RNA先变”不再需要在两群细胞之间间接拼接,而可在同一细胞内直接对读,为命运转换的时间差提供了同细胞的并行读数。
当然,消息摘录相当简短,未给出具体检测了哪些组蛋白修饰、通量与验证体系等细节;稀疏数据与多模态整合的困难也不会因新方法而消失 [6]。染色质先于RNA的动态是否在各种命运转换中普遍成立,以及能否延伸到组织原位场景——如 spatial-CUT&Tag 在小鼠胚胎和脑中实现的空间层面染色质解析 [1]——仍是悬而未决的问题。
- 1.Spatial-CUT&Tag: Spatially resolved chromatin modification profiling at the cellular level · Science 2022
- 2.Single-cell analysis of mixed-lineage states leading to a binary cell fate choice · Nature 2016
- 3.Profiling chromatin states using single-cell itChIP-seq · Nat Cell Biol 2019
- 4.scNanoSeq-CUT&Tag: a single-cell long-read CUT&Tag sequencing method for efficient chromatin modification profiling within individual cells · Nat Methods 2024
- 5.Single-cell joint profiling of multiple epigenetic proteins and gene transcription · Sci Adv 2024
- 6.Characterizing cellular heterogeneity in chromatin state with scCUT&Tag-pro · Nat Biotechnol 2022
- 7.Simultaneous single-cell profiling of chromatin · pubmed.ncbi.nlm.nih.gov 2026
- 8.CUT&Tag and mRNA sequencing in single cells creates a · rna-seqblog.com 2026
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