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单细胞表观组领域新晋大牛何爱彬的升级之路2025年2月26日,北京大学何爱彬团队于Nature在线发表了题为“Genome-coverage singlecell histone modifications for embryo lineage tracing”的文章,标志着单细胞表观遗传学领域的又一重大突破。该研究开发了一种全基因组单细胞组蛋白修饰测绘技术 TACIT(Target Chromatin Indexing and Tagmentation),首次在单细胞水平实现了胚胎发育过程中核心组蛋白修饰的全景解析,为细胞谱系追踪提供了新的视角。这一成果不仅深化了对早期胚胎发育表观遗传调控的理解,也为精准医学提供了新的技术支撑。 近年来,何爱彬教授及其团队以生物医学新技术为驱动,聚焦单细胞表观遗传学、细胞谱系追踪、发育生物学以及疾病表观调控,并致力于推动基础研究向临床医学应用转化,近5年在Nature, Nat Methods, Nat Cell Biol和Mol Cell等期刊发表学术论文逾30篇。小编这就带大家深入了解这位单细胞表观组领域新晋大牛--何爱彬教授的升级之路。
1.早期职业教育与职业生涯 何爱彬于2007年7月获得北京协和医学院基础医学研究所的生物化学与分子生物学专业理学博士学位。博士毕业后,何爱彬赴美国哈佛医学院遗传系及波士顿儿童医院心脏学系从事博士后研究。此阶段他聚焦于心脏发育的分子机制,奠定了其在器官发育与表观调控领域的研究基础。博士后结束后留任哈佛医学院,晋升为讲师。这一阶段他进一步深化了对心脏发育与细胞命运调控的理解,并开始探索多学科交叉技术的应用。 2014年,何爱彬回国后加入北京大学分子医学研究所,担任表观遗传与心脏疾病研究室主任。2020年获得国家杰出青年科学基金,并担任国家重点研发计划首席科学家。随着研究的深入,他意识到,传统的研究方法难以揭示细胞命运决定的核心问题,亟需一种能够在单细胞水平上探究表观遗传的工具。于是,他带领团队发展了多种单细胞多维表观技术,整合光学成像、图像处理和机器学习等多学科交叉手段,研究器官发生、再生和疾病发生的分子细胞学机理,并将科学发现和新技术应用于临床医学问题。 2.主要研究成果 在这需要说明的一点是,由于何爱彬教授挂名的研究论文实在是太多了,其中很多都是合作课题的研究成果。为了方便大家学习何爱彬教授科研最精华的部分,本次小编只对其作为末尾通讯或第一作者的重要研究成果进行盘点,并且分为主要的三大板块进行解读。 一、单细胞表观组学技术开发及其在胚胎发育中的应用 无论在发育过程还是疾病状态下,表观遗传因素在细胞命运决定中起着指导性作用。目前研究多集中在单细胞转录组水平,单细胞水平解析表观调控机制也鲜有报道,而从单细胞、全基因组范围团队蛋白修饰和转录因子如何控制细胞谱系发生、命运决定则尚属空缺。技术的革新为解析细胞命运决定的机制带来了新的可能性。染色质免疫共沉淀(ChIP-seq)是研究表观遗传调控的重要技术手段,但受限于实验原理和仪器设备,ChIP-seq技术在单细胞水平的研究和应用一直进展缓慢。为解决这一技术难题,何爱彬团队采用不同的实验策略,在这一领域成果不断。 何爱彬团队最早开发出了两种新型单细胞ChIP-seq技术,并将其命名为CoBATCH和sc-itChIP,分别于2019年9月3日在《Nature Cell Biology》发表了题为“Profiling chromatin state by single-cell itChIP-seq”的文章,以及于2019年8月27日在Molecular Cell杂志在线发表题为“CoBATCH for high-throughput single-cell epigenomic profiling”的文章。前者利用Tn5均匀切割基因组,随后用免疫共沉淀富集目的基因组片段;后者则利用融合蛋白PAT(Protein ATn5)识别和切割抗体结合的特定基因组区域,并结合组合条形码标记单细胞技术,实现高通量的单细胞捕获。
图1. 开发sc-itChIP 进行组蛋白标记的基因组分析 itChIP-seq(simultaneous indexing and tagmentation-based ChIP-seq)基于同时索引和标签化,适用于低细胞输入和单细胞,可以从数十个单细胞处理样本。利用sc-itChIP-seq分析H3K27ac,研究者充分捕捉了从原始到预分化多能性的细胞命运转变过程中的最早表观遗传启动事件。该工作首次解析了小鼠胚胎干细胞退出全能性,向三个胚层分化过程中的表观调控时空规律。同时,通过整合单细胞转录组和单细胞ChIP-seq数据,研究揭示了心脏干细胞向心肌和内皮细胞分化过程中细胞类型特异性增强子对细胞命运决定的调控机制。
图2. CoBATCH用于高通量单细胞表观基因组分析 CoBATCH(combinatorial barcoding and targeted chromatin release)能在每一个单细胞中捕获平均12,000个非重复DNA片段,且一次实验通量可达10,000单细胞。与其他单细胞ChIP-seq技术相比,CoBATCH具有更高的准确性、信噪比、基因组比对率,并能捕获更多的单细胞DNA片段。利用这一单细胞技术,研究者首次解析了小鼠胚胎10个器官(心脏、肝脏、肺、左脑、右脑、后脑、肾脏、皮肤、肌肉和小肠)的内皮细胞谱系发育、分化和功能的异质性。 在这之后,何爱彬在单细胞表观组领域的开发的新技术如雨后春笋般涌现。2021年5月5日,何爱彬团队在 Nature Methods 在线发表了题为“Single-cell joint detection of chromatin occupancy and tranome enables higher-dimensional epigenomic reconstructions”的研究论文,报道了一种名为CoTECH(combined assay of tranome and enriched chromatin binding)的单细胞双组学技术。该方法能够在单个细胞中同时捕获蛋白质-染色质互作和转录组信息,使分析单细胞分辨的基因表达和表观基因组调控成为可能,为重构单细胞多维表观图谱提供了技术支持。
图3. CoTECH的示意图设计 CoTECH是基于何爱彬课题组此前建立的CoBATCH(combinatorial barcoding and targeted chromatinrelease)技术而开发的。这是一种组合条形码方法,允许高通量单一细胞联合检测染色质占用和转录组。通过使用CoTECH检查从原始到预激活小鼠胚胎干细胞的二价组蛋白标记(H3K4me3 和 H3K27me3)与转录,研究揭示了内皮到造血转换在两次造血细胞波中的调控基础,以及指导造血内皮细胞出现的独特增强子-基因连接方案,表明造血干细胞预激活的转录调控具有独特的表观遗传控制。 2024 年 1 月 3 日 , 何 爱 彬 教 授 团 队 于 Science Advances 期 刊 发 表 了 题 为 “Single-cell joint profiling of multiple epigenetic proteins and gene transcription”的文章,报道了一种名为 uCoTarget ( ultra-high throughput Combined TAgmenting enRichment for multiple epiGEneTic proteins in the same cells)的单细胞多维表观检测新技术,能够在单个细胞同时捕获高达5种不同的蛋 白质-染色质互作信息 。 研究者在此基础上进一步优化革新,发展了uCoTargetX技术,在国际上率先实现单细胞多种组蛋白修饰和转录组的并行检测,为深入研究各种生理病理状态下细胞命运的表观调控提供了强有力的技术工具。
图4. 超高通量单细胞CoTarget技术可精确分析五种组蛋白修饰 uCoTarget利用分割池条形码策略实现超高通量单细胞多表观遗传蛋白联合分析,能够同时检测19,860 个 单 细 胞 中 的 五 种 组 蛋 白 修 饰 ( H3K27ac 、 H3K4me3 、 H3K4me1 、 H3K36me3 和 H3K27me3 ) 。 研 究 将 uCoTarget 应 用 于 从 人 类 胚 胎 干 细 胞 体 外 生 成 造 血 干 细 胞 / 祖 细 胞(HSPCs),在26,418个单细胞中呈现多模态表观基因组谱,揭示了HSPC增强子(H3K27ac)和启动子(H3K4me3)的配对建立以及RUNX1激活H3K27ac沿HSPC途径的启动。然后,研究进一步开发了uCoTargetX,它是uCoTarget的扩展,可以同时测量转录组和多个表观基因组靶点,重建了全面的表观基因组学和转录组学景观,并分析单细胞水平的调控相互作用。 2024年7月18日,何爱彬团队与北京大学国际癌症研究院舒绍坤团队合作在Nature Methods杂志 在 线 发 表 题 为 “Single-cell EpiChem jointly measures drug-chromatin binding and multimodal epigenome”的研究论文,报道了一种全新高通量的名为scEpiChem (Single Cell co-assay of Epigenome and small molecule Chemicals) 的单细胞药物多组学技术,这个方法能够同时在单细胞中捕获基因组药物靶标互作和多模态表观遗传状态,解析药物反应和功能异质性以及耐药分子机制。
图5. 小分子药物基因组结合位点的单细胞EpiChem分析 EpiChem将生物素化(btn)小分子与抗生物素抗体孵育,并结合条形码蛋白A-Tn5(PAT)转座酶介导的tagmentation 过程,以选择性地对单个细胞内的特定基因组区域进行谱分析。通过多轮组合条形码,scEpiChem允许在一个实验中检索数十万个单细胞谱,可扩展至数百万个单细胞。利用EpiChem,研究展示了在人类结直肠癌(CRC)类器官中三种小分子与组蛋白修饰、染色质可及性或靶蛋白的单细胞共检测,揭示了异质性CRC类器官中染色质状态下的多种药物相互作用,以及小分子药物治疗后药物基因组结合动力学和适应性表观基因组。这种方法提供了一种独特的工具,用于探索细胞特异性药物作用机制。 最新的,2025年2月26日,北京大学何爱彬团队于Nature在线发表了题为“Genome-coverage single-cell histone modifications for embryo lineage tracing”的文章。研究开发了具有全基因组覆盖度的单细胞组蛋白修饰检测新技术TACIT和CoTACIT,首次构建了小鼠胚胎植入前连续时间多维组蛋白修饰图谱,建立了表观细胞谱系树。
图6. 多模态整合分析流程图 通过TACIT和CoTACIT技术,研究者绘制了小鼠着床前胚胎3,749个细胞的全基因组六种组蛋白修饰(H3K4me1、H3K4me3、H3K27ac、H3K36me3、H3K27me3和H3K9me3)和一种组蛋白变体H2A.Z的动态染色质修饰图谱,捕获了包含启动子、增强子、基因体、异染色质和组蛋白变体的几乎所有功能调控元件。研究者进一步以scRNA-seq数据为纽带整合了多模态组蛋白修饰数据,借助ChromHMM分析框架,构建了小鼠早期胚胎染色质状态动态景观。研究阐明了胚胎从合子到囊胚阶段单细胞分辨率的表观基因组控制机制,精准确定全能性定义的特征组蛋白修饰与调控元件,并鉴定了调控全能性退出和第一次细胞命运预决定的关键转录因子及转座元件,为理解早期胚胎发育分子与细胞调控提供了全景表观新视角。 造血的细胞起源也是胚胎发育领域中的重要科学问题。HSC拥有自我更新能力和多谱系分化能力,维持整个造血系统的细胞群体组成与功能。内皮-造血转化(EHT)是HSC重要的起源过程,产生造血干细胞前体(pre-HSC),进而成熟发育为长期造血干细胞(long-term hematopoietic stem cell, LT-HSC)。然而,内皮细胞亚群如何以及在哪一阶段开始EHT仍未解决。 2022年1月17日,何爱彬团队联合解放军总医院第五医学中心刘兵团队和暨南大学兰雨团队,在Nature Communications 杂 志 在 线 发 表 题 为 “Pre-configuring chromatin architecture with histone modifications guides hematopoietic stem cell formation in mouse embryos”的研究论文,从跨尺度的染色质三维结构、组蛋白修饰及造血相关转录因子RUNX1的表观调控维度,揭示了HSC起源的命运决定机制深入阐明了时间性表观基因组配置如何满足发育过程中的细胞谱系决定。
图7. 利用染色质结构研究小鼠胚胎中造血干细胞的形成 研究利用少量细胞sisHi-C(small-scale in situ Hi-C)技术和团队早期开发的少量细胞itChIPseq(indexing and tagmentation-based chromatin immunoprecipitation sequencing),分别对小鼠胚胎中早期动脉内皮细胞(eAECs)、生血内皮细胞(HECs)、pre-HSCs和LT-HSCs的HSC发生轨迹进行了多组学剖析,描绘了染色质互作结构、组蛋白修饰及转录因子结合图谱。根据这一研究,HSC调控区域在eAECs阶段就已经预先配置了活跃的组蛋白修饰,这早于拓扑关联域内的染色质环动态。此外,RUNX1作为造血的主要转录因子在HSCs中富集,与之共转录因子共同构成一个中心、逐渐增强的增强子-启动子相互作用。总之,改研究追踪了HSC形成的连续过程,并深入探讨了多层染色质状态动态如何塑造HSC发育路径。 二、实时成像与数字细胞谱系追踪技术 近年实时成像与数字细胞谱系追踪技术的快速发展,为解析胚胎发育与器官形成的细胞动力学机制提供了前所未有的机会。何爱彬教授团队在该领域也取得了一系列突破性进展,为发育生物学、再生医学及生物力学等领域提供了新的研究范式,推动了对复杂生物系统发育机制的深入理解。 2020年3月2日,何爱彬课题组牵头北大、北航跨学科团队在Nature Cell Biology发表题为“Long-term, in toto live imaging of cardiomyocyte behaviour during mouseventricle chamber formation at single-cell resolution”的文章,首次报道哺乳动物心脏早期发育过程的细胞谱系全景图,揭示了从心管起源到心室建立,再到肌小梁形成的细胞动力学新机制。
图8. 单细胞分辨率的长期记录发育中小鼠心脏的活体成像系统 研究利用一个由定制垂直光片显微镜、小鼠胚胎培养模块、心跳门控成像策略和数字图像处理框架组成的活体成像系统,实现了对发育中小鼠心脏的单细胞分辨率体积成像。Nppa+心肌细胞行为的四维景观揭示了通过最外层心肌细胞的偏向外迁移与细胞插入和水平分裂相结合的室间隔形成。改研究开发的不间断细胞谱系的活体成像重建为解码哺乳动物器官发生提供了一种变革性的方法。 2022年1月何爱彬再次利用实时成像技术和追踪整体谱系历史,首次可视化了先天性心脏畸形的整个小鼠胚胎过程,并且通过对不同小梁心肌细胞 (CMs)群体中细胞行为景观的时间分辨比较,证明了在小梁下发育过程中,失调的细胞行为是细胞自主的。研究结果以题为“Continuous live imaging reveals a subtle pathological alteration with cell behaviors in congenital heart malformation”发表在Fundamental Research上。
图9. 连续实时成像揭示了先天性心脏畸形中细胞行为的细微病理改变 利用实时成像,研究人员从E9.5重建小鼠胚胎对照和下小梁心脏的整体细胞谱系和细胞行为景观长达24小时。结果显示,与对照组相比,ErbB2突变体的低小梁化主要通过双重机制产生:从早期细胞命运分离中减少小梁心肌细胞的增殖,并显着损害定向细胞分裂和迁移。对嵌合突变心脏的进一步检查证实了细胞自主方式的细胞行为改变。改研究为连续实时成像和数字细胞谱系分析提供了一个框架,更好地了解先天性心脏病的细微病理改变。 除了将活体成像技术应用在心脏发育上,何爱彬团队也在胚胎发育中开发了类似的技术用于持续监测流体流动力和细胞命运决定。2023年8月3日,何爱彬团队于Cell Stem Cell在线发表了题为“Genetic reporter for live tracing fluid flow forces during cell fate segregation in mouse blastocyst development”的文章,该研究发现在早期哺乳动物囊胚腔中存在流体力,并鉴定出可实时报告流体力大小的因子——KLF2,实现了囊胚形成过程中流体力的测量和动态长时程细胞谱系的绘制,证明流体力调控了第一次细胞命运决定,为胚胎发育与生物力学研究提供了新视角。
图10. 小鼠胚泡发育过程中细胞命运分离的流体流动力学 通过结合整体活体成像和多种扰动实验,研究展示了并测量了存在于小鼠囊胚腔中的流体流动力,并确定了Klf2作为一种具有力响应增强子的流体力报告基因。长期活体成像和谱系重建揭示了受到更高流体流动力作用的囊胚细胞倾向于采用ICM细胞命运。总之,研究报告了一种用于持续监测流体流动力和细胞命运决定的遗传编码报告基因,并提供了一个活体成像框架,以推断发育过程中富含力信息的谱系景观。 三、心脏发育的表观遗传调控 早在博士后期间,何爱彬教授就主攻心脏发育的分子机制。在这一领域的早期探索中,何爱彬围绕多梳蛋白复合物PRC2开展了全面深入的研究,以第一作者发表了多篇高水平论文。 2011 年 3 月 17 日 , 何 爱 彬 于 PNAS 在 线 发 表 了 题 为 “Co-occupancy by multiple cardiac transcription factors identifies transcriptional enhancers active in heart”的文章,采用改进的ChIP-seq方法定义了心脏转录因子的全基因组结合位点,为协同转录因子相互作用驱动心脏基因表达提供了无偏见的支持。
图11. 通过基序富集分析扩展心脏转录因子相互作用网络 具体来说,研究发现多个TFs对染色质区域的共占据可以用来识别心脏增强子。在13个在瞬时转基因胚胎中测试的区域中,有7个(54%)驱动心脏基因表达。 在这些区域中,有三个心脏特异性增强子,分别是Gata4、Srf和Smarcd3。研究确定了数千个潜在的心脏调控序列,并表明基因组区域的多个转录因子共占据识别了与发育相关的增强子。 除了转录因子,表观遗传标记对于心脏发育也至关重要 。多梳抑制复合体 PRC2 通过建立H3K27me3抑制性表观遗传标记,促进组织特异性分化。2011年12月8日,何爱彬于Circulation Research 上发表了题 为 “Polycomb Repressive Complex 2 Regulates Normal Development of the Mouse Heart”的文章,揭示了EZH2在调节心脏形成中的先前未描述的作用,表明在心生成早期对表观遗传景观的干扰会在后续发育阶段产生持续的破坏性影响。
图12. 论文标题 研究利用Cre-LoxP技术条件性地失活PRC2的催化亚基Ezh2。在心生成早期的一个狭窄窗口期,心脏Ezh2缺乏导致心脏基因表达异常和致命的心脏畸形,包括过度心室化、致密心肌变薄和心室和心房间隔缺损。研究表明,在心生成早期建立表观遗传景观对于正常心脏发育是必要的。这个过程的中断可能有助于先天性心脏病。 进一步的,何爱彬发现PRC2除了通过组蛋白H3K27甲基化来抑制基因转录,还具有甲基化非组蛋白靶点的能力,相关发现于2012年1月1日发表在Genes&Development,题为“PRC2 directly methylates GATA4 and represses its transcriptional activity”。研究发现PRC2亚基Ezh2可以结合并甲基化心脏转录因子GATA4,从而干扰其转录活性并影响心脏发育。
图13. 论文标题 具体而言,在体外和在胎儿心脏中,EZH2与心脏转录因子GATA4 相互作用,并在赖氨酸299位直接甲基化它。PRC2对GATA4的甲基化通过减少其与p300 的相互作用和乙酰化来降低其转录活性。这一结果建立了一种新的PRC2介导的转录抑制机制。 沿着这个发现,何爱彬又深入探究了主心脏转录因子GATA4在塑造心脏发育和疾病的核心染色质景观重的作用,相关发现于2014年9月24日发表于Nature Communication上,题为“Dynamic GATA4 enhancers shape the chromatin landscape central to heart development and disease”,研究全面绘制了心脏发育和疾病中GATA4的染色质占用情况,表明动态的、情境特定的转录因子占用是发育、稳态和疾病中阶段特异性事件的基础。
图14. GATA4通过增强子调节胚胎心脏发育期间的基因表达 研究利用体内生物素化的GATA4敲入等位基因,允许高亲和力GATA4下拉,绘制了胎儿与成年心脏之间GATA4染色质占位的变化。结果发现GATA4结合到具有活跃染色质特征的位点,并通过刺激H3K27ac沉积促进基因激活,从而有助于建立活跃的染色质特征。此外,GATA4 在胎儿和成年心脏中的染色质占用变化显著,结合位点重叠有限。心脏应激将GATA4占用恢复到胎儿位点的一个子集,但许多与应激相关的GATA4 结合位点定位于正常心脏发育期间 GATA4 未占用的位点。 何爱彬回国后依然关注心脏发育的表观遗传分子机制,开始作为通讯作者带领团队在这个领域深耕不辍,继续围绕PRC2复合物发表了一系列的高水平论文。团队最早于2017年4月10日在eLife上发表了题为“EED orchestration of heart maturation through interaction with HDACs is H3K27me3-independent”的研究论文,揭示了一种非典型、H3K27me3非依赖性的EED抑制机制,这对于正常心脏功能至关重要。
图15. EED通过与HDACs的相互作用调控心脏成熟,不依赖于H3K27me3 EED是多梳抑制复合体PRC2的核心亚基,EED的丢失会导致与生态表达缓慢骨骼肌基因程序相关的致命扩张型心肌病,然而这一过程与这些基因中H3K27me3的丢失无关,而是与H3K27ac的显著增加有关。分子机制上,EED 通过与并刺激HDAC脱乙酰化酶活性来沉默慢肌纤维基因程序,以协调心脏成熟。这一发现突出了EED的H3K27me3非依赖性抑制活性,并表明可以通过表观遗传重编程来逆转由异常表观遗传调节引起的疾病。 之后,何爱彬团队继续围绕PRC2的催化亚基EZH1和核心亚基EED深入探究,研究成果分别于2018年7月7日和2019年5月20日发表在Circulation Research上,题为“Divergent Requirements for EZH1 in Heart Development Versus Regeneration” 和 “Replication-Independent Histone Turnover Underlines the Epigenetic Homeostasis in Adult Heart”,分别揭示了EZH1 在心脏发育和再生中的不同机制和EED通过增加组蛋白周转以抑制增强子过度激活的分子机制。
图16. 独立于复制的组蛋白周转揭示了成年心脏的表观遗传稳态 研究发现,已知多梳抑制复合体PRC2亚基EZH1和EZH2催化组蛋白H3K27me3以抑制基因表达,调节正常心脏发育期间的染色质功能。但EZH1和EZH2在心脏发育中分化心肌细胞的功能上是冗余的,然而是EZH1 而不是EZH2对新生儿心脏修复至关重要,并且是通过激活参与心脏生长的基因来促进心脏修复的。 此外,通过使用H2B-GFP融合蛋白脉冲-追踪方法来测量小鼠心肌细胞中的组蛋白周转率,研究发现短组蛋白半衰期(≈2 周)与心肌细胞的长期寿命形成鲜明对比,而快速组蛋白周转区域与心脏基因的顺式调控域相对应。机制上,EED通过直接与BAF相互作用并参与核小体交换,从游离组蛋白库中获取具有典型组蛋白修饰的核小体,从而增加组蛋白周转以抑制增强子过度激活。 除了关注PRC2,何爱彬团队也从其他多角度深入研究了心脏发育过程中的分子机制。心脏发育中的基因调控网络以几个主要心脏TF为中心,包括NKX2-5、GATA4、SRF和TBX5。这些TF中的每一种都会导致心脏畸形。此前何爱彬团队已经探究了GATA4的相关调控机制,接下来团队又在NKX2-5分子上进行了几项研究。 首先,何爱彬团队在2019年6月21日于 Circulation Research 上发表了题为“Single-Cell Transcriptomics Reveals Chemotaxis-Mediated Intraorgan Crosstalk During Cardiogenesis”的文章,研究了在单细胞分辨率下,器官内部通讯如何控制心脏离散解剖区域的顺序构建。
图17. 单细胞转录组学揭示心生成过程中由趋化性介导的器官内通讯 研究通过在胚胎不同时期对Isl1-和Nkx2-5标记的心脏谱系进行了单细胞 RNA 测序进行单细胞转录组分析,描绘了不同的心脏祖细胞CP分化等级的全景图。研究首次揭示了第二心脏场SHF向心肌细胞分化的过程中经历了多次阶梯式转变,并通过MIF-CXCR2介导的谱系间通讯被吸引并扩展到第一心脏场FHF占多数的心管区域。 接下来,何爱彬团队研究了调控NKX2-5时空表达的增强子,相关成果于2023年4月21日发表在Science 上 , 题 为 “Novel enhancers conferring compensatory transcriptional regulation of Nkx2-5 in heart development”。研究鉴定了心脏发育过程中Nkx2-5表达转录调控中两个增强子U1和U2的功能层次结构,揭示了它们的时间性、单向加性调节机制,在发育过程中保护了NKX2-5的转录水平和特异性。
图18. 在心脏发育中赋予Nkx2-5代偿转录调控的新型增强子 通过在小鼠中的连续基因组缺失,研究发现U1和U2在早期阶段具有冗余功能,激活 Nkx2-5表达,后期主要由U2维持其表达。再利用前沿技术低输入染色质免疫沉淀测序(ChIP-seq)方法证实,U1和U2双缺失小鼠心脏中,NKX2-5在基因组的占有率及受其调节的增强子景观受到干扰。总之,研究提出了一个模型,即两个增强子的时间和部分代偿调节功能决定了转录因子 (TF) 在发育过程中的剂量和特异性,从而确保心脏发育的稳健性。 3.写在最后 到这里,我们已经把何爱彬教授近些年来的主要研究成果都学习完了,本篇推文可以说是截止到目前对何爱彬教授科研成果最系统、最全面的总结了。何爱彬教授从哈佛医学院的早期训练到北京大学独立领导实验室,始终以技术驱动科学发现,强调多学科交叉融合以解决基础科学与临床医学的关键问题。他在单细胞表观组学与发育生物学领域取得了一系列国际领先成果,提升了我国在细胞命运调控研究中的国际地位。 |
























