scATAC-seq

シングルセルATAC-seq解析


Single cell ATAC-seq解析とは

シングルセル解析とは、がん細胞など様々な種類の細胞(または発現状態の異なる細胞)が混在しているサンプル中の細胞一つ一つについて遺伝子の発現量などを計測して解析する手法であり、幹細胞・腫瘍・神経学のエリアで注目されています。

その最大の特徴は、細胞の集積に対して平均的な解析をするのではなく、単一に分離した生細胞から抽出したDNA/RNAにタグ付けを行って配列決定・ピークコールを実施することによって、個々の細胞の動的な状態変化を明らかにすることが可能な点です。

細胞の単離にはフローサイトメーター、マイクロマニピュレーションなどを使用しますが、近年ではマイクロ流路デバイスを使用することにより、より少ない細胞から簡便に効率よく高スループットで解析が可能になっています。

Single cell ATAC-seq(scATAC-seq)解析は、シングルセル解析~細胞単離と単離細胞ごとの発現解析技術~を利用して、様々な細胞を含む組織中の細胞のクロマチンアクセシビリティーについて1細胞レベルで解析することが可能となる技術です。

scATAC-seq解析は非常に複雑な細胞集団のサブポピュレーション解析に有用です。クロマチンアクセシビリティデータを用い、複雑な細胞集団からの既存エピゲノムデータによるサブセットの同定および分類を容易にします。

また、特定の処理後の時間軸におけるエピジェネティックな転写動態を細胞特異的に同定することができます。

1細胞レベルで転写制御の同定を網羅的に行うことにより、遺伝子制御のネットワークを明らかにすることができます。

scATAC-seqによって初代血液細胞をサブポピュレーションごとに分類した結果(右図)です。RNA-seq(左図)と比較して、クロマチンアクセシビリティーによる分類はより細胞タイプ特異的であることがわかります。

細胞のクロマチンアクセシビリティー詳細を見た図です。RNA-seqの結果と比較して、細胞ごとのシグナルの特異性が明らかです。

細胞または細胞から単離された核は、Tn5トランスポザーゼによってオープンクロマチンの領域特異的にタグ付けされます。

タグ付けされた核は、核酸抽出試薬と細胞の特定及びシーケンスに用いるバーコード付きのタグと混和され、細胞または核1つがマイクロセルや液滴1つに含まれるように分離されます。

バーコード化と増幅により、各細胞のオープンクロマチンプロファイルを表すフラグメントのライブラリーが生成されます。


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