3月11日，中國(guó)科學(xué)院上海營(yíng)養(yǎng)與健康研究所Andrew Teschendorff研究組在Nature Methods上，在線發(fā)表了題為A pan-tissue DNA methylation atlas enables in silico decomposition of human tissue methylomes at cell-typeresolution的最新研究成果。該研究建立了高分辨率DNA甲基化圖譜，可用于解析多種組織中細(xì)胞類型特異的DNA甲基化變異。

人體的衰老和某些致病因素（如肥胖）會(huì)致使DNA甲基化變異，從而導(dǎo)致疾病發(fā)生，DNA甲基化變異的研究對(duì)認(rèn)知疾病機(jī)理具有重要意義。然而，現(xiàn)有的DNA甲基化檢測(cè)技術(shù)通常取樣于大塊組織，是多種細(xì)胞的混合物，因而無(wú)法測(cè)得每種細(xì)胞類型的DNA甲基化水平。由于單細(xì)胞DNA甲基化測(cè)序技術(shù)尚不成熟且成本高昂，以計(jì)算方法去解析特定細(xì)胞類型的DNA甲基化變異是一種高效低廉的方式。

為了解決這一難題，Andrew Teschendorff研究組建立數(shù)學(xué)模型，將單細(xì)胞RNA測(cè)序的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為DNA甲基化數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了高分辨率的DNA甲基化圖譜，并在多個(gè)數(shù)據(jù)集上進(jìn)行驗(yàn)證。該研究建立了包括13種組織類型和40種細(xì)胞的高分辨率DNA甲基化圖譜，并公開(kāi)了該資源?？蒲袌F(tuán)隊(duì)闡釋了如何利用DNA甲基化圖譜來(lái)揭示各種癌癥的癌變細(xì)胞類型，以及精神分裂癥患者的神經(jīng)細(xì)胞特異的DNA甲基化變異。

該成果可使相關(guān)研究更好地分析復(fù)雜組織的表觀遺傳數(shù)據(jù)，可應(yīng)用于多數(shù)組織類型，如大腸、肺、大腦或皮膚等。這張圖譜使科研人員可以更深入地認(rèn)識(shí)細(xì)胞特異性DNA甲基化變異以及這些變異如何受衰老、肥胖等疾病因素的影響。理想情況下，研究需要成百上千個(gè)樣本才能準(zhǔn)確分析細(xì)胞和人群水平上的DNA甲基化差異，如此，研究成本較高昂。而研究使用這張圖譜，無(wú)需對(duì)樣本進(jìn)行單細(xì)胞測(cè)序，便可以從100到1000個(gè)樣本中分析出細(xì)胞特異的DNA甲基化變異。

研究工作得到中科院和國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)的資助。研究中所用數(shù)據(jù)均來(lái)自開(kāi)數(shù)據(jù)庫(kù)。

論文鏈接

營(yíng)養(yǎng)與健康所建立高分辨率DNA甲基化圖譜-肽度TIMEDOO

這是一個(gè)漂浮著各種組織和器官的星球，器官上有不同的細(xì)胞類型。DNA甲基化是最后一塊拼圖，它如同一枚鑰匙，可以打開(kāi)關(guān)于疾病的未解之謎。

來(lái)源：中科院