ATAC-seq助力解析巨噬细胞极化调节
高脂型饮食导致的肥胖会招致慢性炎症。Kdm2a催化H3K36me2去甲基化,参与了许多生物学过程,如细胞增殖、分化、凋亡和肿瘤发生,但是它在肥胖中的作用研究有待进一步探索。
ATAC-seq分析显示,KO组(Kdm2a-/-)中差异表达的Pparg的3个特定位点出现明显的开放性增加,该富集区域的H3K36me2受Kdm2a负调控,Arg1基因座(M2型吞噬细胞标志物)开放性增加,并且ChIP-qPCR分析显示Kdm2a-/-有助于招募对于M2程序很必要的转录因子Stat6。因此Kdm2a缺失后,Pparg基因座的H3K36me2增强,开放性增加,招募更多的Stat6,助力巨噬细胞的M2极化,氧化代谢网络启动以及脂肪酸吸收加快,高脂肪饮食的小鼠从而免于肥胖。
敲除Kdm2a的巨噬细胞染色体开放性变化(Chen L, et al. 2021. Cell Death & Differentiation.)
桂花关键花香成分产生的机制
研究者对12个品种的花瓣样本进行气相色谱-质谱分析,发现香味差别较大的“早黄”和“橙红丹桂”桂花之间,芳樟醇及其氧化物和紫罗兰酮含量差异较大。该研究利用WGBS和ATAC-seq技术,分析了桂花品种“早黄”和“橙红丹桂”的全基因组DNA甲基化状态和染色质可及性,结合RNA-seq数据,发现合成芳樟醇和紫罗兰酮的相关基因(TPS2,CCD4和CCD1)的表达与甲基化水平和染色质开放性相关。“橙红丹桂”中,芳樟醇合成途径的关键基因TPS2启动子区甲基化程度较低,染色质开放性更高,因此基因表达更高,促进了芳樟醇及其氧化物含量合成。“早黄”中,紫罗兰酮合成的关键基因CCD4的启动子区甲基化水平偏高,染色质开放性更低,但是该基因在“早黄”中的表达更高。ATAC-seq、ChIP-seq分析和一系列实验表明,CCD4启动子区的一个183bp缺失可能是该基因在“橙红丹桂”花瓣中低表达的主要原因。
甲基化水平和染色质开放性对“橙红丹桂”中芳樟醇代谢途径相关基因表达的影响(Han Y, et al. 2022. Horticulture Research.)
蜘蛛牵引丝三阶合成的调控机制
该研究对棒络新妇蜘蛛(Trichonephila clavata)进行了染色体水平的基因组组装,并采用转录组、蛋白组和代谢组方法追溯大壶状腺体各阶组成(尾部、囊腔和导管)与牵引丝组分的关联。研究发现,在合成牵引丝的各段大壶状腺体中,蜘蛛丝蛋白(Spidroin)、有机酸、脂类和几丁质的生物合成是分层次的。并且三段腺体的WGBS和ATAC-seq显示,蛛丝蛋白的有序分泌是由于蛛丝蛋白基因受表观遗传和ceRNA特征的协同调节。此外,单细胞和空间RNA分析确定了10种细胞类型,其功能划分进一步确定了大壶状腺的三阶式结构。最后以模式泌丝动物家蚕的丝腺数据进行验证,明确了丝腺的这种三阶式结构在整个节肢动物中是类似的,且与丝纤维的形成有着密不可分的联系。
大壶状腺的表观遗传调控图谱和ceRNA网络(Hu W, et al. 2023. Nature Communications.)