scHiCAR: Perfilado unimodal simultáneo de transcriptoma, epigenoma y genoma 3D en tejidos complejos

Área de la Ciencia:

• Genómica
• Biología Molecular
• Epigenética

Sus antecedentes:

• La organización del genoma 3D de los elementos regulatorios cis (CREs) es crucial para el control de la transcripción génica.
• El perfilado simultáneo de transcriptoma, epigenoma y genoma 3D a partir de células únicas es técnicamente desafiante.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un método escalable y rentable para el análisis simultáneo a nivel de célula única de ARNm, cromatina abierta y conformación del genoma 3D.
• Investigar los paisajes regulatorios génicos y el papel de la reorganización del genoma 3D en el control transcripcional.

Principales métodos:

• scHiCAR (secuenciación de Hi-C de célula única con ensayo de cromatina accesible por transposasa y ARN) es una técnica de barcoding combinatorio basada en placas.
• Este método perfila simultáneamente ARNm, cromatina accesible y captura de conformación del cromosoma a partir de células individuales.
• Se empleó un llamador de bucles basado en aprendizaje profundo para el análisis.

Principales resultados:

• scHiCAR enriquece eficientemente las interacciones cis de largo alcance ancladas en elementos regulatorios cis candidatos (cCREs).
• El análisis de 1,62 millones de células de cerebro de ratón reveló transcriptomas específicos de tipo celular, cCREs accesibles y pares promotor-enhancer con resolución de 5 kb en 22 tipos de células cerebrales.
• El método demostró un rendimiento robusto en el músculo esquelético, permitiendo el análisis de la regulación génica durante la regeneración de células madre musculares.

Conclusiones:

• scHiCAR proporciona una herramienta potente para el análisis trimodal de célula única de la regulación génica en tejidos complejos.
• La tecnología facilita el estudio de los roles regulatorios gen-locus específicos de la reorganización del genoma 3D en el control transcripcional.