图1:人脑中的种群尺度染色质可及性分析。a)从469个独特的供体中获得脑组织标本,其中包括精神分裂症(SCZ)(n = 157),BD(n = 77)和对照组(n = 235)。风扇分离出神经元和非神经元核,并进行了ATAC-SEQ分析以产生总共1,393个文库。b)Venn图显示了已识别OCR的细胞类型(左)和脑区域(右)(右)特异性。c)顶部:示意图显示增强器启动器链接。灰色盒子,浅灰色盒子和黑色箭头分别代表OCR,TSS和基因体。底部:饼图中的分布显示了注释到神经元(红色的阴影)和非神经元(蓝色)OCR的19,749个基因的分层。神经元中的精神分裂症OCR富含精神分裂症风险变体,我们接下来研究了与精神分裂症和BD相关的染色质可及性模式的变化
(未经同行评审认证)是作者/资助者。保留所有权利。未经许可不得重复使用。此预印本的版权所有者此版本于 2024 年 12 月 21 日发布。;https://doi.org/10.1101/2024.12.19.629292 doi:bioRxiv preprint
真核基因组是由数千个复制起源重复的,这些复制起源是依次形成了复制簇的定义时空模式。DNA反应的时间顺序是通过染色质结构来确定的,并且更具体地通过RIF1稳定的染色质接触来确定。在这里,我们表明RIF1位于新合成的DNA附近。暴露于DNA复制抑制剂蚜虫蛋白的细胞中,RIF1的抗压显着降低了蛋白质在阳性DNA上分离的有效性,这表明蛋白质对蛋白质在新生DNA过程中的分离是由染色质拓扑降低的。RIF1来限制蚜虫治疗诱导的DNA病变的积累,并促进新生DNA附近的粘着素的募集。共同表明,通过RIF1对染色质拓扑的稳定限制了复制 - 相关的基因组不稳定性。
Platon Megagiannis, 1,11 Yuan Mei, 2,3,11 Rachel E. Yan, 4,5 Lin Yuan, 1 Jonathan J. Wilde, 6,7 Hailey Eckersberg, 1 Rahul Suresh, 1 Xinzhu Tan, 1 Hong Chen, 1 W. Todd Farmer, 8 Kuwook Cha, 9 Phuong Uyen Le, 1 Helene Catoire, 1 Daniel Rochefort, 1 Tony Kwan, 10 Brian A. Yee, 3 Patrick Dion, 1 Arjun Krishnaswamy, 9 Jean-Francois Cloutier, 1 Stefano Stifani, 1 Kevin Petrecca, 1 Gene W. Yeo, 3 Keith K. Murai, 8 冯国平, 6,7 Guy A. Rouleau, 1 Trey Ideker, 2, * Neville E. Sanjana, 4,5 和扬州1,12,*1加拿大魁北克省蒙特利尔市麦吉尔大学医学与健康科学学院蒙特利尔神经病学研究所医院神经内科和神经外科系 2 美国加利福尼亚州圣地亚哥市加利福尼亚大学圣地亚哥分校医学系遗传学分部 3 美国加利福尼亚州拉霍亚市加利福尼亚大学圣地亚哥分校基因组医学研究所干细胞项目细胞和分子医学系 4 美国纽约州纽约纽约基因组中心 5 美国纽约州纽约大学生物系 6 美国马萨诸塞州剑桥市麻省理工学院 (MIT) 麦戈文脑研究所脑与认知科学系 7 美国马萨诸塞州剑桥市麻省理工学院和哈佛大学布罗德研究所斯坦利精神病学研究中心 8 加拿大魁北克省蒙特利尔市蒙特利尔综合医院麦吉尔大学健康中心研究所脑修复和综合神经科学项目神经科学研究中心加拿大魁北克省蒙特利尔市麦吉尔大学医学与健康科学学院生理学系 10 加拿大魁北克省蒙特利尔市麦吉尔大学麦吉尔基因组中心和人类遗传学系 11 这些作者贡献相同 12 主要联系人 *通信地址:tideker@ucsd.edu (TI)、yang.zhou7@mcgill.ca (YZ) https://doi.org/10.1016/j.celrep.2024.114637
。cc-by-nc-nd 4.0国际许可证。是根据作者/资助者提供的预印本(未经同行评审的认证)提供的,他已授予Biorxiv的许可证,以在2020年11月13日发布的此版本中显示在版权所有的此版本中。 https://doi.org/10.1101/2020.11.12.368522 doi:Biorxiv Preprint
带有评论[PZ1]:也许从转录调节到重组的过渡更加顺利,您可以写出,这种“本地招聘”不仅导致了基因的转录,而且还会影响减数分裂的交叉形成
基因组编辑可以对内源性顺式调控元件进行序列功能分析,从而推动对其机制的理解和基因疗法的发展。然而,这些方法不能与染色质结构和长单分子染色质纤维可及性的直接可扩展读数相结合。在这里,我们利用双链 DNA 胞嘧啶脱氨酶通过靶向 PCR 和长读测序以高深度和分辨率分析内源性目标基因座的染色质可及性,我们将这种方法称为靶向脱氨酶可及染色质测序 (TDAC-seq)。TDAC-seq 凭借目标基因座的高序列覆盖率,可以与 CRISPR 扰动独特地整合,从而实现顺式调控元件的功能解剖,其中遗传扰动及其对染色质可及性的影响叠加在同一单个染色质纤维上并以单核苷酸分辨率解析。我们利用 TDAC-seq 解析了在红细胞分化过程中激活人类 CD34+ 造血干细胞和祖细胞中胎儿血红蛋白的 CRISPR 编辑,以及在合并的 CRISPR 和碱基编辑筛选中平铺控制珠蛋白位点的增强子。总之,TDAC-seq 能够通过基因组编辑实现单分子染色质纤维的高分辨率序列功能映射。
“仍然尚不完全了解,尽管具有相同的基因,细胞变成神经元,骨骼,皮肤,心脏或大约200个其他细胞,然后在人类的寿命中表现出稳定的细胞行为,可以持续一个多世纪,或者为什么会降低这一过程。”“这是生物学的一个长期开放问题。”
抽象目标骨关节炎是一种复杂的疾病,具有巨大的公共卫生负担。基因组广泛的关联研究(GWAS)已经鉴定出数百个骨关节炎相关的序列变体,但是这些信号支撑的效应基因在很大程度上仍然难以捉摸。了解三维(3D)空间中的染色体组织对于以组织方式(例如,基因和调节元件之间的遥远基因组特征(例如,基因和调节元素之间)之间的长距离接触至关重要。在这里,我们生成了原发性骨关节炎软骨细胞的第一个整个基因组染色体构象分析(HI-C)图,并确定了该疾病的新型候选效应基因。方法从8例膝关节骨关节炎患者收集的原发软骨细胞进行了HI-C分析,以将染色体结构与基因组序列联系起来。然后将鉴定的环与骨关节炎GWAS结果和来自原发性膝关节骨关节炎软骨细胞的表观基因组数据结合在一起,以通过增强子启动子相互作用来鉴定与基因调节有关的变异。结果,我们确定了与77个骨关节炎GWAS信号相关的染色质环锚固中的345种遗传变异。例如,PAPPA与胰岛素类似生长因子1(IGF-1)蛋白的周转直接相关,而IGF-1是修复受损软骨细胞受损的重要因素。结论我们构建了第一张原代人软骨细胞的高图,并将其作为科学界的资源提供。Ten of these variants reside directly in enhancer regions of 10 newly described active enhancer- promoter loops, identified with multiomics analysis of publicly available chromatin immunoprecipitation sequencing (ChIP- seq) and assay for transposase- accessible chromatin using sequencing (ATAC- seq) data from primary knee chondrocyte cells, pointing to two new candidate effector genes SPRY4 and PAPPA(妊娠与血浆蛋白A)以及对已知参与骨关节炎的基因SLC44A2的进一步支持。通过将3D基因组学与大规模的遗传关联和表观遗传学数据相结合,我们确定了骨关节炎的新型候选效应基因,从而增强了我们对疾病的理解,并可以作为假定的高价值新型药物靶标。
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