单细胞Dam&ChIC技术揭示X染色体失活中的染色质动态重组

时间：2025年7月11日

来源：Nature Cell Biology

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本文创新性地开发了Dam&ChIC单细胞技术，通过结合活细胞m6A标记（记录历史染色质状态）与抗体介导的实时检测（捕获当前状态），实现了回顾性多因素染色质分析。该技术成功解析了细胞周期中核纤层相关域（LAD）的继承模式，并在X染色体失活（XCI）研究中发现：失活X染色体（Xi）的基因组-核纤层分离发生于Xist表达后且先于Polycomb组蛋白修饰（如H3K27me3）扩散，揭示了表观遗传重组的严格时序性。这项工作为发育和疾病中基因调控网络的动态互连提供了突破性工具。

方法设计

基因表达的精准调控依赖于染色质组织的多层次协同，包括组蛋白翻译后修饰（hPTMs）、高阶染色质折叠及核支架（如核纤层NL）的相互作用。尽管单细胞技术（如scDamID和sortChIC）已能解析染色质特征，但多数方法仅捕获静态终点，且多因素联用面临数据稀疏性挑战。Dam&ChIC技术通过整合两种核心方法：DamID（利用大肠杆菌甲基转移酶Dam融合目标蛋白，在活细胞中沉积稳定m6A标记以记录历史染色质互作）和sortChIC（通过pA-MNase抗体导向染色质消化获取实时状态）。实验流程包括：诱导Dam-目标蛋白（POI）表达→细胞固定/透化→抗体染色→单细胞分选→pA-MNase激活与DpnI消化（富集m6A标记片段）→片段连接与测序。测序后，基于序列特征（如DamID片段特异性结合GATC基序；ChIC片段偏好A/T起始）实现双模态数据分离。