•        组织中的细胞功能取决于局部环境,这就需要新的方法来对组织背景下的生物分子和细胞进行空间定位。空间转录组学的出现实现了全基因组规模的基因表达图谱绘制,但在细胞水平和全基因组规模上捕获组织的空间表观遗传信息的能力仍有所欠缺。在此,我们描述了一种利用下一代测序技术(空间可及染色质测序,即 spatial-ATAC-seq)对组织切片进行空间分辨的染色质可及性分析的方法,该方法结合了原位 Tn5 转座酶化学和微流控确定性条形码技术。通过 spatial-ATAC-seq 对小鼠胚胎进行分析,描绘了组织区域特异性的表观遗传景观,并确定了参与中枢神经系统发育的基因调控因子。绘制小鼠和人类大脑中的可及基因组图谱揭示了大脑区域的复杂区域化。将 spatial-ATAC-seq 应用于扁桃体组织,解析了淋巴滤泡和滤泡外区域中免疫细胞类型和状态的空间独特组织。这项技术通过实现空间分辨的染色质可及性分析推动了空间生物学的发展,有助于我们更好地理解发育和疾病中与表观遗传基础相关的细胞身份、细胞状态和细胞命运决定。

     

    Spatial ATAC-seq

  • Spatial ATAC-seq针对各组学数据进行基本的分析研究

    1、FindVariableFeatures找出前3000个关键基因。

    2、SCTransform用于数据的标准化

    3、并使用PCA,UMAP等方式进行数据降维,并挑选前2个组分进行可视化展示,最后使用SLM算法进行聚类。

    4、Spatial ATAC数据处理中,则使用FindTopFeatures找到关键区域

    5、并使用 latent semantic indexing进行降维,最后同样采用SLM算法进行聚类。

    6、在联合分析中,首先通过PCA,LSI进行降维

    7、然后UMAP并使用SLM算法聚类。

    8、筛选出的Marker基因,我们同时将其基因表达情况,染色体富集区域进行分析,以寻找合适研究目标。

    Spatial ATAC-seq文库构建和测序主要分为以下几步:

    1、制备组织的冰冻切片

    2、切片染色和成像

    3、切片透化、转座、原位逆转录

    4、回收DNA、扩增建库

    5、文库进行高通量测序

    文库构建

    更多内容

    分析流程

  •        在生命科学的探索之路上,对组织中染色质可及性的深入理解一直是关键课题之一。耶鲁大学医学院的研究者邓彦祥,马雷克·巴尔托索维奇等人《Nature》上在线发表了题为 Spatial profiling of chromatin accessibility in mouse and human tissues. 这篇文献犹如一盏明灯,为我们照亮了在小鼠和人类组织中研究染色质可及性空间分布的新路径。它的出现,不仅为解析组织的复杂结构和功能提供了强大的工具,也为我们揭示了细胞在不同组织环境中的表观遗传调控机制。在这里,研究者们将空间条形码方案应用于通过Tn5转位插入可访问基因组位点的DNA低聚物,以实现空间ATAC-seq:在细胞水平上组织染色质可及性的高空间分辨率全基因组映射。

          Tn5转位在固定的组织切片中进行,并将含有连接接头的适配器插入可访问的基因组位点。接下来,使用微通道引入带有链接器的条形码A(A1-A50)和B(B1-B50),并通过连续的结扎连接到Tn5寡核苷酸的5′末端,从而产生不同的组合。对组织载玻片进行成像,使得空间条形码可访问的染色质可以与组织形态相关联。研究者们发现,与组织中的像素相比,不在组织中的像素具有明显较少的独特片段。此外,插入片段尺寸分布与所有组织类型的核小体和核小体下片段的捕获一致。研究者们还进行了重复之间的相关性分析,结果显示高重现性(r = 0.95)。

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    冰冻动物组织

    1、组织质量 > 100mg,并且组织新鲜;样本截面大小建议超过 1.2cm X 1.2cm,不超过2cm*2cm。

    2、建议取材后用生理盐水漂洗,以去除血渍和污物,建议样品制备 1~2 份。

     

    包埋动物组织

    1、组织质量 > 100mg;关于组织大小:样本截面大小建议超过1.2cm X 1.2cm,不超过2cm*2cm。

    2、取样后按照包埋的流程将组织块包埋好,放于干净的离心管或者密封袋中,干冰寄送;建议样品备份1~2份.