バイナリ細胞運命を選択する混合系統状態の単細胞分析

科学分野:

• 発達生物学
• ゲノミクス
• 細胞生物学

背景:

• 細胞型特異性を理解するために,階層的な細胞状態と調節性遺伝子ネットワークの描写は極めて重要です.
• 単細胞RNAシーケンシング (scRNA-seq) は,ゲノム状態と調節遺伝子を分析するための強力なツールです.
• 共同発現した転写因子を持つ混合系統状態は,開発の可能性を優先する可能性があります.

研究 の 目的:

• ネズミのニュートロフィルおよびマクロファージの仕様における階層的なゲノムおよび規制状態の描写.
• 移行状態の性質と細胞運命を決定するダイナミクスを in vivo で調査する.
• 細胞の運命を決定する重要な規制遺伝子とネットワークを特定する.

主な方法:

• 単細胞RNAシーケンシング (scRNA-seq) を採用した.
• 新しい分析ツールであるイテラティブ・クラスタリングとガイド遺伝子選択が用いられました.
• クロノゲン解析と遺伝的変異が行われた.

主要な成果:

• 幹/原産体および骨髄原産体遺伝子の両方を発現する多発性混合系中間体が特定されました.
• 骨髄決定因子発現率 (Irf8,Gfi1) が低い,幹/原始子プログラムが崩壊した希少なメタステーブル中間物質が検出されました.
• Irf8とGfi1は,遺伝子調節ネットワークの対抗の重要な構成要素として識別され,それらの結合損失は,転移性中介物質を捕らえます.

結論:

• 細胞運命の仕様では,混合系統状態が必須です.
• これらの状態は,ダイナミックな不安定性のために異なる周波数を示します.
• 細胞の運命を決定する