单细胞ATAC测序_武汉生物DG视讯DG有限公司 -建设武汉国家级人类遗传资源库

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单细胞ATAC测序

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Q&A

单细胞ATAC-seq就是从单细胞水平上研究染色质开放性，主要用于转录调控序列的检测，结合单细胞RNA-seq,可以分析出基因组中所有活跃转录的调控序列。该技术已经被广泛应用于多个研究领域，例如:肿瘤异质性研究、基因调控网络分析、细胞谱系示踪、生物标记物发现等。

ATAC-Seq(Assay for Transposase Accessible Chromatin with high-throughput sequencing)主要利用Tn5转座酶，对某种特定时空下开放的核染色质区域进行切割，然后添加引物进行高通量测序，进而取得在该特定时空下基因组中所有活跃转录的调控序列。

ATAC-Seq原理图

　　单细胞ATAC-Seq技术依托10x Genomics平台核心的微流控技术，将序列标签区分群体中不同细胞的特征与ATAC-Seq技术相结合，从而为成千上万个单细胞构建染色质可接近性图谱。

10x Genomics单细胞ATAC-Seq原理图

　　样本类型

　　细胞系、原代细胞、新鲜和冰冻组织等。

　　实验流程

10x Genomics单细胞ATAC-Seq实验流程

分析流程

单细胞ATAC分析流程图

应用方向

　　a.研究细胞异质性;

　　b.探索生物标志物;

　　c.定义细胞类型;

　　d.构建基因调控网络。

　　产品优势

　　a.可检测单细胞转录调控区域中的开放染色质;

　　b.每个通道可容纳500~10000个细胞核;

　　c.细胞核捕获率高达65%;

　　d.适用于细胞系、原代细胞、新鲜和冻存样本的研究;

　　e.运用10x官方软件，可对单细胞基因调控进行精细化分析。

　　案例一人类胎盘合体滋养层细胞的单核多组学分析揭示妊娠期间的细胞轨迹

　　人类胎盘对确保妊娠成功具有至关重要的作用。构成胎盘的主要细胞类型是：细胞滋养层细胞(CTBs)、绒毛外滋养层细胞(EVTs)以及多核合体滋养层细胞(STB)。合体滋养层作为多核实体，主要负责胎盘功能，对于维持妊娠成功具有关键作用，尽管关于其细胞组成和功能的知识体系不断增长，但对合体滋养层（STB）内数十亿细胞核异质性的研究仍然有限，其异质性的调控机制远仍未被阐释清楚。

为全面理解人类胎盘核转录组及其调控机制，研究者利用10x Genomics平台召开了snRNA-seq和snATAC-seq，对12个健康胎盘（妊娠早期6-9周与妊娠晚期38-39周各6例）分离的细胞核进行分析，最终注释出七种主要细胞核簇：CTB（eCTB, lCTB）、EVT（eEVT）、STB（eSTB, lSTB）、STR（eSTR, lSTR），其中e代表妊娠早期，l代表妊娠晚期。值得注意的是，不同妊娠阶段的CTB、EVT和STR细胞核呈现紧密聚类，而STB细胞核簇在妊娠早期与晚期之间表现出显著差异，提示其可能存在更显著的功能分化。

此外，研究者进行了转录因子挖掘和基于双组学的调控网络构建以揭示驱动 eSTB 细胞核异质性谱系分化的调控机制，鉴定了候选的差异顺式调控元件（CREs）和谱系特异性的命运决定因子。为验证这些关键因子，团队在 hTSCs 分化的 STB 和滋养层类器官模型中进行了功能实验，结合过表达及全基因组结合图谱分析，进一步确认了其调控作用。

该研究顺利获得整合表达谱和表观遗传数据，系统解析了人类妊娠早、晚期 STB 细胞核的异质性特征及其分化动态，并揭示了调控不同 STB 谱系的关键转录因子。这一发现不仅深化了对人类 STB 发育调控机制的认识，也为后续探究胎盘发育及相关疾病的分子机制奠定了重要基础。

Reference: Wang M , Liu Y , Sun R ,et al.Single-nucleus multi-omic profiling of human placental syncytiotrophoblasts identifies cellular trajectories during pregnancy[J].Nature Genetics, 2024, 56(2):294-305.DOI:10.1038/s41588-023-01647-w.