Molecular Cell|sn-m6A-CT同时描绘天然细胞亚群中m6A甲基化和转录组的单核多组学图谱

发表时间:2023-10-08 12:06作者:Terrence


导语

N6-甲基腺苷(m6A)RNA修饰在基因表达的调控中起着重要作用,并在不同的细胞状态下受到时间调控。目前,用于分析m6A异质性的单细胞技术尚未广泛建立。


单细胞测序网讯:近日,新加坡细胞命运工程与治疗实验室Kiyofumi Hamashima团队在 Molecular cell 杂志以“Single-nucleus multiomic mapping of m6A methylomes and transcriptomes in native populations of cells with sn-m6A-CT”为题发表了一篇研究论文,开发了单核m6A CUT&Tag(sn-m6A-CT),用于使用小鼠胚胎干细胞(mESCs)在单核内同时分析m6A甲基组和转录组。m6A-CT的优点是能够原位富集m6A标记的RNA分子,而无需从细胞中分离RNA。

N6-甲基腺苷(m6A)是哺乳动物转录组中最丰富的mRNA修饰,在控制基因表达中发挥着不同的作用。这种可逆修饰由特定的蛋白动态调节,并参与不同细胞状态的调节,如细胞维持、发育、分化和成熟等。因此,在单个细胞中分析m6A甲基组全貌的能力对于理解m6A RNA表观遗传学和细胞功能之间的相互作用至关重要。
研究团队将m6A CT应用在基于液滴的单细胞组学平台,该平台在分析多种细胞类型的数千个细胞核时表现出高通量性能。本文研究表明,sn-m6A-CT图谱足以用于确定细胞身份,并允许从异质群体中产生细胞类型特异性m6A甲基组图谱。sn-m6A-CT能够为多模式数据集提供多维度视角,并有助于在定义细胞命运时深入了解转录组全貌。

研究概述

m6A目前的检测方法包括免疫沉淀、酶学检测和化学方法检测等。现有方法依赖于条件苛刻的体外测定,如高温和碱性条件等。在此背景下,单细胞RNA测序(scRNA-seq)为m6A检测提供了新的思路。研究团队提出了靶下的单核m6A切割和标记(CUT&Tag)(sn-m6A-CT),这是一种适用于基于液滴的组学平台单核m6A图谱,其优点是不需要事先操作样品。sn-m6A-CT是一种改良的CT方案,能够在不分离RNA的情况下原位富集m6A标记的RNA分子。研究团队使用sn-m6A-CT同时分析了数千个天然单细胞的转录组和甲基组,证明了sn-m6A-CT图谱足以确定细胞身份,并能从异质群体中产生细胞类型特异性m6A甲基组全貌。

m6A CT原位捕获m6A甲基体,而不从细胞中分离RNA

研究团队证明了sn-m6A-CT在单细胞(单核)分辨率下具有两个方面的适用性:探索RNA甲基体异质性功能和投射额外的多模式生物信息层。本文研究内容有两个亮点,其一是sn-m6A-CT克服了当前单细胞m6A定位方法的局限性。sn-m6A-CT可以用于鉴定m6A甲基组,而无需事先对细胞进行其他操作。其二,由于sn-m6A-CT已适用于基于液滴的微流体方法,因此在将规模扩大到数千或数百万个单细胞的分析时该方法依然能够胜任。
sn-m6A-CT是一种单核方法,适用于分析高度异质性群体,如类器官模型、早期胚胎、复杂组织和珍贵样本。未来的研究可以将sn-m6A-CT用于初级组织的大规模m6A编目,并为表转录组全貌提供新的见解。

sn-m6A-CT解析不同的细胞类型并绘制细胞类型特异性m6A甲基组全貌

总之,sn-m6A-CT是一种基于抗体的技术,缺乏对m6A修饰化学计量的定量研究;此外,该方法对m6A峰的分辨率约为50–200 bp。对此,作者提出了一项组合研究来分析sn-m6A-CT中特定细胞类型的m6A化学计量。与哺乳动物转录组中其他已知的腺苷修饰相比,m6A的丰度很高,可以解释大多数sn-m6A-CT信号。因此,在CT测定中使用靶向其他RNA修饰的替代初级抗体组合,可以适用于未来对哺乳动物转录组全面分析。

原文献:

https://doi.org/10.1016/j.molcel.2023.08.010

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