單細(xì)胞ATAC-seq高分文章研究思路

ATAC-seq基于高通量測(cè)序進(jìn)行染色質(zhì)開放性研究，是時(shí)下表觀研究領(lǐng)域*熱門的技術(shù)之一。而單細(xì)胞ATAC-seq技術(shù)在此基礎(chǔ)上加以精進(jìn)，實(shí)現(xiàn)在單細(xì)胞層面染色質(zhì)可接近性的探索。具體的技術(shù)要點(diǎn)可點(diǎn)擊單細(xì)胞 ATAC強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手查看，本文以兩篇Cell文章分享單細(xì)胞ATAC-seq的應(yīng)用及研究進(jìn)展。
 
文章通過對(duì)10類已定義的人類造血細(xì)胞亞群進(jìn)行單細(xì)胞ATAC測(cè)序及數(shù)據(jù)分析，構(gòu)建造血過程相關(guān)細(xì)胞的染色體可接近性圖譜，描繪造血分化軌跡。通過研究，文章發(fā)現(xiàn)CMPs亞群及GMPs亞群存在一定的異質(zhì)性，進(jìn)一步通過整合單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)聯(lián)合分析，解析轉(zhuǎn)錄因子動(dòng)態(tài)調(diào)控變化機(jī)制。

重點(diǎn)結(jié)果：
文章利用FACS從CD34+ 人骨髓細(xì)胞中分選出8類不同的亞群，包含骨髓細(xì)胞、紅細(xì)胞、**譜系相關(guān)細(xì)胞，另外也選取了CD34+ CD38- CD45RA+ CD123- 亞群細(xì)胞。通過單細(xì)胞ATAC-seq，獲得了2034個(gè)高質(zhì)量細(xì)胞數(shù)據(jù)，每個(gè)細(xì)胞fragments中位數(shù)為8268，比對(duì)到peaks的比率為76%。
造血細(xì)胞單細(xì)胞染色質(zhì)可接近性圖譜繪制流程

基于轉(zhuǎn)錄因子可接近性數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類分析，發(fā)現(xiàn)在HSCs中，HOX轉(zhuǎn)錄因子motif大量富集。而ID3、CEBPB及GATA1隨著**細(xì)胞、骨髓細(xì)胞、紅細(xì)胞的分化，呈現(xiàn)出遞增的活性。
基于轉(zhuǎn)錄因子可接近性的造血細(xì)胞譜系分析

進(jìn)一步分析鑒定出14個(gè)亞群，其中CMPs細(xì)分為4個(gè)亞群，GMPs分為2個(gè)亞群，表明這類細(xì)胞存在一定的異質(zhì)性。


文章小結(jié)：
文章對(duì)13個(gè)成年小鼠組織的約100000個(gè)單細(xì)胞進(jìn)行ATAC測(cè)序分析，鑒定出85種不同的染色體可接近性模式以及近400000個(gè)差異可接近性元件。利用測(cè)序數(shù)據(jù)，將調(diào)控元件及其目標(biāo)基因關(guān)聯(lián)起來，基于轉(zhuǎn)錄因子特異性定義亞群，探索細(xì)胞染色質(zhì)可接近性異質(zhì)性，為哺乳動(dòng)物細(xì)胞亞群基因調(diào)控相關(guān)的深入研究提供了依據(jù)。

重點(diǎn)結(jié)果：
文章選取來源于17個(gè)8周齡雄性C57BL/6J小鼠的13個(gè)組織樣本，進(jìn)行單細(xì)胞ATAC測(cè)序，獲得約100000個(gè)細(xì)胞的染色質(zhì)可接近性數(shù)據(jù)，共鑒定出436206個(gè)可接近性位點(diǎn)。
小鼠單細(xì)胞染色質(zhì)可接近性圖譜繪制流程

將通過質(zhì)控的81173個(gè)細(xì)胞的ATAC數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類分析，共鑒定出30個(gè)主要細(xì)胞亞群，其中大部分來源于同一組織的細(xì)胞都聚為同一亞群（比如91%肝臟來源細(xì)胞都在cluster 3）。基于30個(gè)主要細(xì)胞亞群的異質(zhì)性，進(jìn)一步細(xì)化分析，共鑒定出85種不同的染色體可接近性模式。
基于小鼠單細(xì)胞染色質(zhì)可接近性的聚類分析

將單細(xì)胞ATAC及轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)情況下，兩種方法分群注釋數(shù)據(jù)表現(xiàn)出較高的相關(guān)性。利用基于KNN的分類方法將單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)中常見標(biāo)簽移植到單細(xì)胞ATAC數(shù)據(jù)中，發(fā)現(xiàn)兩者細(xì)胞分群結(jié)果基本上一致。
單細(xì)胞ATAC及轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)聯(lián)合分析結(jié)果展示

不難看出，進(jìn)行大規(guī)模、高通量的單細(xì)胞ATAC測(cè)序，不僅能解決細(xì)胞異質(zhì)性帶來的偏差，更能獲得**深入的結(jié)果。

10x Genomics單細(xì)胞ATAC優(yōu)勢(shì)：
低成本——每個(gè)細(xì)胞成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)單細(xì)胞測(cè)序、組織測(cè)序；
短周期——1h即可完成Tn5轉(zhuǎn)座酶對(duì)染色質(zhì)開放區(qū)域的切割；
高通量——7min即可完成1,000-80,000個(gè)細(xì)胞核的標(biāo)記；
大數(shù)據(jù)——可獲得多至萬個(gè)細(xì)胞的數(shù)據(jù)，不依賴于抗體捕獲，**性研究染色質(zhì)開放區(qū)域；
專業(yè)軟件——配套官方可視化軟件。
10x Genomics單細(xì)胞ATAC部分分析內(nèi)容展示[1]
安諾單細(xì)胞測(cè)序技術(shù)總覽
作為國(guó)內(nèi)單細(xì)胞測(cè)序技術(shù)整體解決方案的提供商，目前安諾基因單細(xì)胞多組學(xué)研究具有**的產(chǎn)品，覆蓋三大組學(xué)（基因組、轉(zhuǎn)錄組、表觀組），擁有豐富的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)、合作單位100+、物種經(jīng)驗(yàn)50+、多篇高分文章IF累計(jì)100+，能夠有針對(duì)性并準(zhǔn)確服務(wù)于不同的研究領(lǐng)域及研究策略，使得科研工作者可以更深入地了解細(xì)胞間的異質(zhì)性。

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