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西安交大科研团队在单细胞核酸分析领域取得重要进展

单细胞内生物大分子及其复合物在空间上存在复杂、多样的组成关系。染色质作为重要的大分子复合物,以约10nm的核小体为基本单元,由核酸物质(DNA、RNA)与各种蛋白质组成,且存在大量DNA表观修饰和组蛋白翻译后修饰(Post-translational modification, PTM)。纳米空间内(如半径10nm范围)复杂的染色质组成(定义为染色质纳米环境),可能在细胞生命过程中扮演着多种角色,参与多路反应,发挥重要的调控作用。因此,探究染色质纳米环境,对于理解染色质复杂组成、构象及调控机制等具有重要意义,但当前仍缺乏有效的识别检测方法。

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针对上述难题,西安交通大学生命学院生命分析化学与仪器研究所赵永席教授团队以“一对多”染色质纳米环境为分析对象,提出DNA邻近循环识别机理,发展DNA步移索引扩增检测方法,实现单细胞内一种组蛋白PTM周围多种DNA表观修饰的成像分析。该方法可检出目标PTM位点约10nm半径空间内各种DNA修饰的位点数目与亚细胞分布,即“一对多”染色质纳米环境。通过探测多种组蛋白PTM的纳米环境,揭示细胞周期过程中染色质纳米环境的动态变化,实现了临床肺癌患者细胞样品中染色质纳米环境的分析检测。
该研究为探究染色质纳米环境的复杂组成、生物功能及调控机制奠定了检测方法学基础。通过调控DNA探针的长度,可探测5nm到30nm半径范围的纳米环境。此外,该方法具有很好的通用性,改变分子识别方式,还能拓展用于转录因子、膜蛋白等其他生物大分子的纳米环境分析。


论文链接:

https://www.nature.com/articles/s41467-021-22284-z


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