單細胞CUT&Tag:加持創新納米抗體,解碼單細胞染色質
項目簡介
圖1. nano-CT技術流程[1,2]
技術流程
提取細胞核,製備單細胞懸液→細胞膜透化→加入目標蛋白抗體和納米抗體-Tn5融合蛋白→DNA的標簽化和片段化→液滴生成→PCR擴增DNA片段。構建nano-CT文庫→高通量測序→生物信息學分析
技術應用
1. 研究不同細胞亞群的染色質狀態差異,揭示細胞命運決定和功能分化機製;
2. 分析腫瘤細胞的染色質異質性,鑒定腫瘤標誌物,研究腫瘤的發生發展機製,以及開發新的治療策略;
3. 研究胚胎發育過程中細胞染色質狀態的變化、細胞分化軌跡追蹤等,揭示細胞分化和器官形成的機製;
4. 分析免疫細胞的染色質圖譜,研究免疫應答和免疫疾病的機製;
5. 研究神經元和膠質細胞的染色質狀態,揭示神經係統發育和功能的調控機製;
6. 研究DNA甲基化、組蛋白修飾等表觀遺傳修飾在基因調控中的作用;
7. 鑒定轉錄因子結合位點,研究基因調控網絡的結構和功能;
8. 與其他組學數據聯合分析,或整合單細胞多組學,構建多層次調控網絡。
技術優勢
🔬更高靈敏度和更多片段數,低背景噪音,提升稀有細胞群檢出率
📊 支持多模態檢測,更深入理解基因調控網絡
💡 創新的納米抗體-Tn5設計,省略二抗步驟,簡化實驗流程,提高捕獲效率
送樣要求
細胞
3×10⁵~4×10⁵,細胞活性>85%,細胞大小5-40 um,細胞結團比例<10%,細胞懸液中無明顯細胞碎片等雜質
組織
≥0.1g/樣本
分析內容
基本分析
1.數據總覽
2.數據處理與質控
3.Peak注釋
4.有效細胞數
5.Peak-Cell Barcode矩陣
6.插入片段統計
7.文庫複雜度分析
8.細胞分群及可視化
9.標記基因功能富集分析
高級分析
1.組間組蛋白修飾靶基因 GO、KEGG 分析
2.Motif 分析
3.細胞軌跡分析
個性化分析(評估收費)
1.組間組蛋白修飾分析
2.其它(定製)
圖2. 片段數
nano-CT應用與數據展示
nano-CT研發者應用該技術研究了幼年小鼠大腦的表觀遺傳景觀[2],並取得了比傳統scCUT&Tag更高的分辨率和靈敏度(圖2)。作者使用nano-CT同時分析染色質可及性、H3K27ac和H3K27me3三種表觀遺傳修飾(圖3),從而更精細地識別細胞類型和狀態(圖4)。數據分析結果顯示,在基因表達位點,染色質開放先於H3K27ac的沉積(圖6)。此外,研究還發現H3K27me3抑製在少突膠質細胞譜係發育過程中呈現出兩個不同的波段,分別抑製不同的基因模塊(圖7),揭示了表觀遺傳調控的動態性和複雜性。通過整合ATAC和H3K27ac數據,作者計算了染色質速度,並準確預測了少突膠質細胞譜係的分化軌跡(圖8)。更geng重zhong要yao的de是shi,染ran色se質zhi速su度du分fen析xi識shi別bie出chu一yi組zu關guan鍵jian驅qu動dong基ji因yin,這zhe些xie基ji因yin在zai少shao突tu膠jiao質zhi細xi胞bao譜pu係xi分fen化hua中zhong發fa揮hui重zhong要yao作zuo用yong,但dan難nan以yi通tong過guo傳chuan統tong的de基ji因yin表biao達da譜pu分fen析xi發fa現xian。總zong之zhi,nano-CT為解析複雜生物係統中的表觀遺傳調控提供了強大的工具,更深入了解細胞命運決定和譜係發育等多維度信息。
圖3. 多模態nano-CT數據的UMAP圖
圖4. 細胞類型注釋UMAP
圖5. 信號富集圖
圖6. 所有模態的元區域得分(y軸)與偽時間(x軸)之間的關係
圖7. H3K27me3信號強度的熱圖
圖8. UMAP投影和染色質速度的可視化結果
參考文獻
[1] Bartosovic M, Castelo-Branco G. Multimodal chromatin profiling using nanobody-based single-cell CUT&Tag. Nat Biotechnol. 2023;41(6):794-805.
[2] Bárcenas-Walls JR, Ansaloni F, Hervé B, et al. Nano-CUT&Tag for multimodal chromatin profiling at single-cell resolution. Nat Protoc. 2024;19(3):791-830.