华盛顿大学 一位艺术家构思了两个人类细胞图谱的创建，这两个图谱在人类细胞类型和组织的发展过程中跟踪基因表达和染色质可及性
细胞图谱是通过布罗特曼陈西贝研究所和西雅图UW医学中心的研究和技术开发的
他们在11月报道了人类细胞发育地图集的编制
12期《科学》
信用:丹妮·贝吉/认知工作室
西雅图布罗特曼陈西贝研究所的UW医学研究人员已经创建了两个细胞图谱，用于跟踪人类细胞类型和组织发育过程中的基因表达和染色质可及性
一个图谱描绘了15个胎儿组织中单个细胞内的基因表达
第二个图谱描绘了细胞内单个基因的染色质可及性
总的来说，地图集为理解人类发展中前所未有的基因表达和染色质可及性提供了基础资源
此外，这两篇论文中描述的技术使得产生数百万细胞的基因表达和染色质可及性的数据成为可能
这些地图集在11月13日出版的《科学》杂志上连续发表
除了BBI和UW医药公司，Illumina公司的其他合作者
亚利桑那大学、弗雷德·哈钦森癌症研究中心、马克斯·普朗克分子遗传学研究所和罗切斯特大学医学中心为这些研究做出了贡献
基因表达图谱 基因表达是细胞利用储存在其DNA中的指令来指导蛋白质合成的过程
这些蛋白质反过来决定细胞的结构和功能
基因表达图谱描绘了不同细胞类型在生长和发育过程中基因表达发生的时间和地点
“从这些数据中，我们可以直接生成一个人类组织中所有主要细胞类型的目录，包括这些细胞类型在组织中的基因表达如何变化，”主要作者曹俊岳说
他在杰伊·申杜尔的实验室里以博士后研究员的身份完成了这项工作，杰伊·申杜尔是UW医学院的基因组学教授，霍华德·休斯医学研究所的研究员，也是布罗特曼·陈西贝研究所的科学主任
曹现在是洛克菲勒大学的助理教授
申杜勒说:“该领域的一个首要目标是以尽可能大的规模和尽可能高的分辨率来描述人类的基因程序。”
艺术家对两个细胞图谱的创建的解释，这两个细胞图谱在人类细胞类型和组织的发展过程中跟踪基因表达和染色质可及性
信用:达尼伯奇& ampInesa Stanishevskaya/认知工作室公司
为了创建图谱，研究人员使用一种叫做sci-RNA-seq3的技术，分析了15种胎儿组织的基因表达
这项技术用三种脱氧核糖核酸“条形码”的独特组合来标记每个细胞，从而允许研究人员在不物理分离细胞的情况下跟踪细胞
一旦获得序列，他们使用计算机算法来恢复单细胞信息，按类型和亚型对细胞进行聚类，并确定它们的发育轨迹
科学家们分析了400多万个单细胞，鉴定了77种主要细胞类型和大约650种细胞亚型
他们还将该图谱与现有的小鼠胚胎发育图谱进行了比较
合著者之一、UW医学院基因组科学副教授、陈西贝研究所研究员科尔·特拉帕内尔解释说:“当我们将这些数据与以前发表的数据结合起来，我们就可以直接描绘出所有主要细胞类型的细胞发育路径
" 脱氧核糖核酸可及性图谱 第二个地图集是关于脱氧核糖核酸可及性的，它描绘了一种叫做染色质的物质，这种物质可以让脱氧核糖核酸紧紧地挤在细胞核里
染色质对于阅读编码在DNA中的遗传指令的分子机器来说可以是开放的和“可接近的”，或者是封闭的和“不可接近的”
“了解脱氧核糖核酸的开放和封闭区域可以告诉我们细胞是如何选择开启和关闭基因的
“研究染色质可以让你对细胞的调节“语法”有所了解，”合著者之一、资深研究员达伦·库萨诺维奇(Darren Cusanovich)说，他以前是申杜勒实验室的博士后，现在是亚利桑那大学的助理教授
“开放或可获得的短段脱氧核糖核酸富含某些‘单词’，而这些‘单词’反过来又是细胞指明它想要某些基因存在的基础
" 为了描述单个细胞中的脱氧核糖核酸可及性，科学家们开发了一种新方法，称为sci-ATAC-seq3
像sci-RNA-seq3一样，这种技术也在每个细胞中使用三种不同的DNA“条形码”来标记和跟踪单个细胞
然而，sci-ATAC-seq3不是鉴定所有当前表达的序列，而是捕获并测序开放的染色质位点
在这项研究中，科学家们在15个胎儿组织的大约100万个位点产生了近80万个单细胞染色质可及性图谱
他们询问哪些蛋白质可能与每个细胞中可及的脱氧核糖核酸位点相互作用，以及这些相互作用如何解释细胞类型
这一分析定义了基因组内发育的控制开关
他们还确定了可能与疾病相关的染色质可及性位点
“这告诉我们基因组的哪一部分可能有功能
我们仍然不知道不编码基因的基因组中有多少比例可以参与基因调控
“我们的图谱现在提供了许多细胞类型的信息，”西尔维娅·多梅克说，她是可及性图谱论文的合著者之一，也是申杜勒实验室的博士后研究员
脱氧核糖核酸可及性研究的其他主要作者是安德鲁·希尔和里扎·达扎，前者是申多夫实验室的计算生物学家，现在是10x基因组公司的科学家，后者是申多夫实验室的研究科学家
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