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空间三维基因组学技术

空间组学,三维基因组学方法

现阶段，人们对染色质三维构象的研究已经达到了单细胞水平，发现了其动态变化调控着细胞的生长和衰老过程。然而，现有的单细胞三维基因组学技术还无法确定被检测细胞在组织内的定位，阻碍了对组织器官染色质动态及发育命运机制的探索。我们开创性地研发了空间三维基因组学技术SpaceC，无偏地构建了胚胎的高分辨组织空间染色质构象图谱。染色质TAD、Loop结构对元件互作和基因表达的直接影响已经被广泛的研究，但Compartment和chromosome territory构象由于存在较大的细胞间异质性，其如何影响细胞命运决定还存在较大的研究难度。我们的胚胎空间三维基因组结果，发现了后者调控器官发育的两个新规律：其一是Compartment间的相作强度相对稳定，而Compartment内互作存在组织空间异质性，可能是影响细胞命运的关键；其二是，发现肝中存在例外的高水平近距离Compartment间互作和较低水平远距离Compartment间互作，暗示我们肝细胞有特殊的染色质压缩机制。我们的高精度空间三维基因组数据结果，极大丰富了对大尺度染色质构象调控和生理作用的认知。空间三维基因组学技术为生物学研究领域提供了全新的底层创新技术。