新技术“空间-CUT&Tag”绘制组织发育的机制图

耶鲁大学的研究人员与卡罗琳斯卡学院的研究人员合作，在《Science》杂志上发表的一项新研究中，已经开发出一种技术，可以提供关于特定组织中激活和失活基因位置的非常精确的信息。这可以提供关于不同组织如何发育以及表观遗传调控如何促进疾病发展的重要知识。

我们身体中的每个细胞，无论功能如何，都包含相同的基因组（DNA），但差异在于哪些基因被激活。这是由表观遗传学调控的。在胚胎发育过程中，不同的表观遗传修饰会打开和关闭某些基因，从而形成不同的器官

虽然目前的技术允许科学家检查单个细胞中的表观遗传修饰，但还不可能在细胞分辨率的组织中直接分析它们。这是一个关键的障碍，因为细胞在组织中的组织方式和它们的功能之间有着紧密的联系。

现在，研究人员已经开发出一种新技术，即空间-CUT&Tag。它解决了这个问题，并提供了关于组织切片中哪些基因被打开和关闭以及它们位于何处的非常精确的信息。在他们的研究中，研究人员将重点放在最重要的表观遗传学变化之一，即组蛋白修饰上。

“这是我们第一次看到哪些组蛋白修饰直接在组织中控制全基因组基因表达，以及它们是如何做到的——这为这个新兴的空间生物学领域增添了一个全新的维度，”美国耶鲁大学和耶鲁医学院的教授Rong Fan说，他领导了这项研究。

研究人员研究了小鼠的大脑，并专门研究了染色质的修饰，染色质是包裹细胞DNA并控制其访问的物质。标识符——比如GpS坐标——被放置在整个组织切片上，使研究人员能够定位在全基因组中存在表观遗传修饰的组织中。

医学生物化学与生物物理学系教授、合著者Gonçalo Castelo-Branco说：“以前，你可以逐个细胞进行检查，但这样一来，你就会丢失细胞所在位置以及它们可能相互作用的所有信息。有了这项技术，我们现在也有了空间位置。此外，你可以在这个位置确定所有表观基因信息，这是这项技术真正令人惊奇的方面之一。”

研究人员强调，这项技术有着广泛的科学和医学应用，并希望它能被用来更好地了解疾病的发展。

“表观遗传学药物正在兴起，因此我们有可能开发针对这些表观遗传学机制的药物，”Fan说。“拥有了解不同疾病状态的表观遗传学起源的工具，可以开辟一条全新的治疗途径。”

耶鲁大学的Fan和主要作者Yanxiang Deng是与这项工作相关的专利申请的发明人。

这篇新闻文章是根据耶鲁大学的新闻稿撰写的。

相关新闻： 《Science》单细胞空间分辨率染色质组修饰图谱

“Spatial-CUT&Tag: Spatially Resolved Chromatin Modification profiling at Tissue Scale and Cellular Level”. Yanxiang Deng, Marek Bartosovic, petra Kukanja, Di Zhang, Yang Liu, Graham Su, Archibald Enninful, Zhiliang Bai, Gon?alo Castelo-Branco, Rong Fan. Science, online 10 February 2022, doi: 10.1126/science.abg7216.