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Feng Chen1, Jing Xue1, Jin Zhang1

  • 1Institute of Analytical Chemistry and Instrument for Life Science, The Key Laboratory of Biomedical Information Engineering of Ministry of Education, School of Life Science and Technology , Xi'an Jiaotong University , Xianning West Road , Xi'an , Shaanxi 710049 , P. R. China.

Journal of the American Chemical Society
|January 28, 2020
PubMed
Resumen

Este estudio introduce un nuevo método microfluídico para visualizar las modificaciones de ADN de 5-hidroximetiluracilo (5hmU) y 5-hidroximetilcitosina (5hmC) de una sola célula. La técnica revela firmas epigenéticas específicas de las células y distingue los tipos de líneas celulares mamarias.

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Área de la Ciencia:

  • La epigenética
  • Biología molecular
  • La genómica

Sus antecedentes:

  • El 5-hidroximetiluracilo (5hmU) es una base de ADN que se encuentra en todos los organismos, pero sus funciones biológicas siguen siendo poco exploradas debido a los métodos de detección limitados.
  • Las técnicas existentes carecen de la especificidad y la resolución de una sola célula necesarias para el análisis detallado de 5hmU y su relación con la 5-hidroximeticitosina (5hmC).

Objetivo del estudio:

  • Desarrollar un nuevo método para la visualización simultánea de alta resolución de 5hmU y 5hmC de una sola célula.
  • Investigar las firmas epigenéticas específicas del tipo de célula y la heterogeneidad de estas modificaciones del ADN.

Principales métodos:

  • Desarrollo de un sistema de codificación de hidrogel microfluídico (sc 5hmU / 5hmC-microgel) para el encapsulado de una sola célula y el análisis de ADN.
  • Estrategias de etiquetado químico novedosas para la detección específica de 5hmU (tiofosfato) y 5hmC (azida glucosa).
  • Amplificación in situ y visualización de fluorescencia de una sola molécula, junto con aprendizaje automático para la decodificación de datos.

Principales resultados:

  • Visualización diferenciada exitosa de 5hmU y 5hmC de una sola célula.
  • Identificación de las firmas moleculares específicas del tipo de célula y de la heterogeneidad significativa de una sola célula para ambas bases.
  • Discriminación de las líneas de células mamarias no cancerígenas, carcinómicas y altamente invasivas basadas en perfiles 5hmU/5hmC.

Conclusiones:

  • La plataforma de microgel sc 5hmU / 5hmC permite un análisis sin precedentes de las modificaciones epigenéticas del ADN de una sola célula.
  • Este enfoque proporciona nuevos conocimientos sobre las funciones biológicas y la heterogeneidad de 5hmU y 5hmC.
  • La estrategia ofrece una herramienta poderosa para la investigación del cáncer y la comprensión de la regulación epigenética.