近日,由美国索尔克生物研究所领衔的国际科研团队,成功绘制出全球首个覆盖全身的单细胞表观遗传图谱。这项突破性成果发表于《细胞》系列期刊,被视为生命医学领域的重要里程碑。
不同于传统的基因序列清单,该图谱犹如细胞的“身份护照”,首次实现了在同一细胞内同步解析DNA的三维空间结构及其甲基化修饰状态。过去的研究往往将DNA的立体折叠(Hi-C)与化学修饰(WGBS)分开观测,如同分别拿到建筑的立体模型和门窗清单却无法对应。新开发的多组学技术则像安装了“双向摄像头”,将两者精准锚定在同一细胞中。
科研团队分析了涵盖16种人体组织的8万多个细胞,精准识别出35种主要细胞类型和206种功能亚型。研究发现,DNA甲基化并非随机发生,而是精准分布在染色质环的锚点处,充当基因调控的“铰链”。这一发现解释了为何某些非编码区的基因突变会扰乱DNA折叠,进而导致远端致癌基因异常激活。
此外,图谱修正了学界对“非CG甲基化”的认知,证实这种特殊修饰广泛存在于肌肉、胰腺及免疫细胞中。利用该图谱,科研人员还颠覆了对大脑小胶质细胞的传统认知,发现海马区部分小胶质细胞会被血液来源的细胞动态替代。该资源将为癌症、神经退行性疾病及衰老研究提供全新的精准导航地图。
(杜敏)