文献阅读分享｜人脑中单细胞DNA甲基化和三维基因组结构

控制大脑内不同细胞类型的复杂基因调控机制对于理解其在健康和疾病中的功能至关重要。脑细胞中的基因表达受DNA甲基化和染色质构象的调节，并且这些过程之间存在深刻的相关性。通过深入探索单细胞中的这些表观基因组特征，我们可以更好地理解人脑基因调控的复杂性。

今日，来自索尔克生物研究所Joseph R. Ecker团队与其他团队的研究人员在SCIENCE上发表了“Single-cell DNA methylation and 3D genome architecture in the human brain”研究论文，展示了人类大脑的单细胞DNA甲基化和3D基因组结构图谱。它阐明了整个大脑中细胞的细胞类型特异性和不同的表观遗传结构。这个表观基因组图谱有望成为一个有价值的资源，进而促进脑细胞多样性、基因调控机制和新遗传工具起源方面的进一步发现。

研究人员通过分析了来自三个人脑的50多万个脑细胞，揭示了基于表观基因组的脑细胞类型分类，阐明了基于表观基因组印记的不同分类。发现了神经元和非神经元之间染色质接触距离的明显差异。从区室、结构域和环以及它们与染色质可及性和基因表达的关系中收集了对脑细胞的3D基因组组织的洞察。最后，其开发了单细胞甲基化条形码（scMCodes），为精确识别人类脑细胞类型带来了巨大希望。

图1:人脑中的DNA甲基化和染色质构象分析

图2:用snmC-seq3和snm3C-seq对人类脑细胞进行表观基因组分析

图3：跨主要类型的3D基因组结构的多样性

图4：脑细胞中的基因调控

图5：皮质和皮质下细胞的区域轴

图6：人和小鼠脑细胞亚甲基的跨物种比较

参考文献：https://www.science.org/doi/10.1126/science.adf5357