在单细胞中同时读取血统历史和基因表达特征的工程CRISPR-Cas9鼠标线
Sarah Bowling1, Duluxan Sritharan2, Fernando G Osorio1
1Stem Cell Program, Boston Children's Hospital, Boston, MA, USA; Department of Stem Cell and Regenerative Biology, Harvard University, Cambridge, MA, USA.
Cell
|May 16, 2020
概括
研究人员开发了CRISPR阵列修复谱系追踪 (CARLIN) 以同时追踪小鼠的细胞祖先和基因活动. 这种工具揭示了血造干细胞 (HSC) 的行为和对损伤的反应的新见解.
科学领域:
- 细胞生物学
- 遗传学
- 发育生物学
背景情况:
- 细胞谱系追踪对于理解基本的生物过程至关重要.
- 整合血统信息与分子数据,如转录组学,是一个重大挑战.
- 现有的血统追踪方法在可扩展性和同时捕获数据方面存在局限性.
研究的目的:
- 引入一种新型的小鼠模型和分析工具,同时进行单细胞的体内血统和转录基因分析.
- 利用CRISPR技术进行高容量,可诱导和基因定义的血统追踪.
- 调查造血干细胞 (HSC) 克隆活动和受伤反应.
主要方法:
- 开发CRISPR阵列修复谱系跟踪 (CARLIN) 鼠标线.
- 使用CRISPR技术生成大量的转录条形码 (多达44,000条).
- 可诱导的条形码与顺序标记相兼容,适用于任何发育阶段或成年人.
- 应用CARLIN研究胎儿肝脏HSC克隆和HSC对损伤的反应.
主要成果:
- 卡林可以在体内同时查询单细胞血统和转录信息.
- 在胎儿肝细胞克隆活动中发现了内在偏差.
- 发现一个以前未被识别的克隆瓶,
- 在不进行细胞分类的情况下,允许对与HSC活动相关的转录特征进行无偏见的识别.
结论:
- 卡林是一个强大的,多功能工具,用于高分辨率的血统追踪和体内多组分析.
- 卡林系统为HSC的克隆动态和应激反应提供了新的洞察力.
- 这项技术有助于无偏见地发现与干细胞功能相关的基因表达程序.
