ATAC-seq是近年来比较常用的一个检测染色质开放性的方法,增强子、启动子、绝缘子等调控序列是促成组织和发育时空特异性基因表达的重要调节因子,通常调控序列的染色质又会处于比较开放的状态,ATAC这种方法很适合比较广谱的研究顺式调控序列和基因表达调控。单细胞开放染色质定位技术(scATAC)运用小鼠脑部来研究神经系统发育中的转录调控问题,18年初发表在神经领域著名期刊Nature neuroscience。
论文通讯作者为任兵教授,加州大学圣地亚哥分校Ludwig癌症研究所基因调控实验室主任,实验室采用综合方法,结合基因组学和计算工具,研究正常和疾病状态下人体细胞的转录调控网络。主要从事哺乳动物细胞基因调控网络分析及细胞表观遗传学调控机制的研究。
文章采用鼠脑胚胎时期6个时间点,以及出生时p0及成年后p56共八个时间点,利用组合编码方式实现单细胞核ATAC-seq建库,共获得15000个细胞核鉴定去20个分区细胞型。
分析上首先通过比对等常规分析,构建开放区域的矩阵文件,转换成二进制格式,通过数据降维,聚类,过虑cluster,特征选择,鉴定出每个cluster特定的peak,后续进行motif分析。
选取成年后P56时间点,鉴定细胞类型,绘制脑区细胞图谱。配合群体ATAC-seq数据,对每种细胞类型确定潜在的收腰调节因子。
对出生前的每个阶段单核ATAC-seq数据分析,揭示了在前脑发育过程中神经形成及胶质形成的时间节点,前脑中的顺式调节元件和谱系特定的转录调节因子。
文章提供了单细胞ATAC-seq常规的分析流程,对于细胞聚类,提取特征,鉴定出每个细胞群特定的开放区域,也开发了一些算法供其他研究者参考。
参考材料:
http://210.45.32.7/xiweb/ptfy/shownews.asp?id=566
https://www.ludwigcancerresearch.org/location/san-diego-branch/bing-ren-lab
https://www.nature.com/articles/s41593-018-0079-3