La carte des chromosomes par séquençage du génome permet de comprendre l'accessibilité de la chromatine à l'échelle du génome.

L'expression génique peut être régulée par des modifications de la structure topologique de la chromatine ou par des modifications de la chromatine. Le remodelage dynamique de la chromatine est étroitement lié au développement embryonnaire, au vieillissement cellulaire, à la tumorigenèse, à l'immunité et à la détermination du destin cellulaire. De plus, la structure dynamique de la chromatine est également liée à la santé humaine. L'accessibilité de la chromatine, définie par l'ouverture de la chromatine, a un impact important sur l'expression des gènes, la réplication de l'ADN, la réparation et d'autres activités vitales des cellules, et est toujours strictement régulée par les cellules, ce qui reflète l'activité transcriptionnelle de la chromatine, constitue une direction importante pour l'étude de la régulation de l'expression génique et joue un rôle crucial dans le cartographie de la carte épigénétiquela différenciation cellulaire et le développement, ainsi que l'apparition et le développement de diverses maladies.

Séquençage de cellules uniques et ATAC-seq appliqués pour cartographier l'accessibilité de la chromatine à l'échelle du génome humain dans des cellules uniques.

Les cellules des différents organes et tissus du corps humain sont hautement spécialisées, et leurs fonctions spécialisées sont régulées par les éléments de régulation des gènes (CRE). Pour profiler l'activité des éléments régulateurs des gènes dans divers types de cellules et tissus du corps humain, les chercheurs ont appliqué des tests d'accessibilité de la chromatine à cellule unique sur 30 types de tissus humains adultes provenant de plusieurs donneurs. L'auteur a analysé environ 600 000 cellules provenant de 30 tissus humains en utilisant la technologie de séquençage à cellule unique, et les CRE potentiels dans les cellules ont été identifiés en utilisant ATAC-seqSur la base de l'analyse intégrée des résultats obtenus et des données précédentes, la plus grande carte d'accessibilité de la chromatine à cellule unique humaine a été établie, et près de 1,2 million d'éléments cis-agissants ont été annotés dans 222 sous-types cellulaires, fournissant des ressources de référence précieuses pour l'analyse du mécanisme de régulation de la transcription génique et de la pathogénie des maladies complexes humaines. Cette étude fournit des ressources de référence précieuses pour analyser le mécanisme de régulation de la transcription génique et la pathogénie des maladies complexes humaines.

Analyse de l'accessibilité de la chromatine à cellule unique dans 30 tissus primaires adultes utilisés pour le séquençage TAC-seq sci-A.

Nombre de cellules sci-A TAC-seq par type de tissu pour 30 types de tissus adultes et 15 types de tissus fœtaux humains qui ont été intégrés.

Analyse de l'atlas unicellulaire de la chromatine dynamique des immunocytes dans le carcinome rénal par méthode multi-groupe

Le carcinome à cellules rénales (ccRCC) est une tumeur qui répond à l'immunothérapie. Le développement des inhibiteurs de points de contrôle immunitaire a modifié la prise en charge du RCC avancé. Néanmoins, la majorité des patients présente soit une résistance primaire aux thérapies, soit développe une résistance après une réponse initiale. Le RCC présente des caractéristiques uniques par rapport à d'autres tumeurs solides réactives au système immunitaire, notamment une charge mutationnelle modeste et l'association d'une infiltration accrue de cellules T CD8+ avec un pronostic défavorable. Par conséquent, afin de développer de nouvelles méthodes de traitement du RCC basées sur l'immunité, il est essentiel de comprendre le développement et l'état fonctionnel des cellules immunitaires des patients. Une étude récente utilise la technologie d'analyse à cellule unique pour le chromatine accessible aux transposases par séquençage afin d'étudier la carte chromatinienne des cellules T dans les tissus normaux et tumoraux de patients atteints de carcinome à cellules rénales. De plus, les 8 patients ont subi un scATAC-seq, dont 4 patients ont bénéficié d'un scATAC-seq et d'un scRNA-seq appariés, et un séquençage du transcriptome apparié et un séquençage TCR ont été réalisés dans le cadre du scRNA-seq. Les données montrent que les cellules T CD8+ intratumorales démontrent un continuum d'états dysfonctionnels et un remodelage étendu de l'accessibilité des éléments régulateurs en examinant les paysages chromatiniennes des cellules T des tissus malins et non malins des patients atteints de ccRCC. Cette étude fournit une ressource précieuse pour disséquer l'hétérogénéité épigénétique et transcriptionnelle des cellules T dans le ccRCC, et ces cartes complètes de cellules T à cellule unique aident à comprendre la biologie des cellules T des patients atteints de cancer, et peuvent guider les stratégies de traitement pour surmonter la tolérance médicamenteuse causée par l'hétérogénéité des cellules immunitaires.

Accessibilité de la chromatine à cellule unique des lymphocytes T dans le ccRCC

Flux de travail pour l'intégration des données scATAC-seq et scRNA-seq provenant des mêmes échantillons

Avec une compréhension globale de l'accessibilité de la chromatine à l'échelle du génome, nous pouvons déchiffrer les éléments régulateurs efficaces dans la régulation de la transcription des gènes et fournir de nouvelles idées pour mieux comprendre la pathogénie des maladies.

Références:

1. Zhang, Kai et al. "Un atlas unicellulaire de l'accessibilité de la chromatine dans le génome humain." Volume de la cellule. 184,24 (2021) : 5985-6001.e19.
2. Tang, Fanying et al. "Les profils de chromatine classifient les cancers de la prostate résistants à la castration, suggérant des cibles thérapeutiques." Science (New York, N.Y.) vol. 376,6596 (2022) : eabe1505.
3. Kourtis, Nikos et al. "Une carte unicellulaire des paysages chromatinens dynamiques des cellules immunitaires dans le carcinome rénal." cancer de la nature vol. 3,7 (2022) : 885-898.