新技術(shù)分析單細(xì)胞的染色質(zhì)構(gòu)象
日期：2014-04-03 09:07:05
分析染色質(zhì)構(gòu)象的技術(shù)不少，但有的需要大量細(xì)胞，有的則分辨率太低。這阻礙了我們對(duì)于單細(xì)胞中染色質(zhì)構(gòu)象的了解。近日，瑞典卡羅林斯卡學(xué)院的研究人員在《Biotechniques》上介紹了一種新方法，能夠高分辨率地分析單細(xì)胞中染色質(zhì)的接近程度。
對(duì)于理解基因調(diào)控、DNA復(fù)制和修復(fù)來(lái)說(shuō)，研究染色體的結(jié)構(gòu)性質(zhì)和空間組織尤為重要。染色質(zhì)構(gòu)象捕獲（3C）技術(shù)在近年來(lái)被廣泛使用，并衍生出更多技術(shù)，如4C、5C和Hi-C。3C技術(shù)利用甲醛來(lái)交聯(lián)染色質(zhì)，在酶切消化后原位連接，并以高通量的方式來(lái)評(píng)估染色質(zhì)纖維的接近程度。這種方法分辨率高，但需要大量細(xì)胞。相反，DNA FISH可實(shí)現(xiàn)單細(xì)胞的研究，但3-D分辨率較低。
在這篇文章中，研究人員介紹了一種新方法，名為ChrISP（chromatin in situ proximity）。它不僅能夠以高于顯微鏡的分辨率探索染色質(zhì)纖維的接近程度，還能對(duì)細(xì)胞群體中這一特征的頻率進(jìn)行分析。這種新方法利用原位鄰位連接分析（ISPLA）的特點(diǎn)，但不需要滾環(huán)擴(kuò)增（RCA）。因此，它克服了細(xì)胞核亞結(jié)構(gòu)所帶來(lái)的空間位阻，提供了連續(xù)的信號(hào)。
以地高辛或生物素標(biāo)記的DNA探針與甲醛固定的細(xì)胞雜交，接著是一抗檢測(cè)。當(dāng)帶有不同寡核苷酸DNA序列的二抗與一抗結(jié)合時(shí)，添加骨架（長(zhǎng)接頭）和熒光標(biāo)記的碎片（短接頭）寡核苷酸。如果兩個(gè)不同二抗之間的距離小于170Å，則它們各自的寡核苷酸足夠靠近，讓骨架和碎片寡核苷酸可同時(shí)連接，并最終形成一個(gè)熒光標(biāo)記的環(huán)狀DNA分子。
作者認(rèn)為，與現(xiàn)有技術(shù)相比，ChrISP的分辨率有了大大的提升。STED、PALM成像在視場(chǎng)和熒光選擇上存在限制，且第三維度的分辨率不如傳統(tǒng)的共聚焦顯微鏡。相比之下，ChrISP在三個(gè)維度的分辨率都可達(dá)17 nm，其軸向分辨率有30倍的改善。
利用ChrISP方法，研究人員在單細(xì)胞水平記錄了染色質(zhì)區(qū)域的特點(diǎn)。他們認(rèn)為，這種方法能夠靈活應(yīng)用在多個(gè)方面，例如在轉(zhuǎn)錄、RNA剪接和DNA復(fù)制過(guò)程中如研究染色質(zhì)結(jié)構(gòu)及相關(guān)標(biāo)記。
