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生物工学：単一細胞の4種類のオミクス塩基配列解読によって詳しく解析された遺伝子調節状況
Nature 653, 8115 doi: 10.1038/s41586-026-10322-z
細胞の多様性はトランスクリプトームだけではなく、ヌクレオソームの占有状況、クロマチンの状態、ゲノムの構造などの多層的なエピゲノム調節によって支配されている。今回我々は、このような制御様式が収束して細胞のアイデンティティーを形成する仕組みを包括的に理解するために、ゲノムのコンホメーション、ヒストン修飾、クロマチンアクセシビリティー、遺伝子発現のプロファイリングを同一の細胞中で並行して行える、単一細胞4オミクス塩基配列解読法（CHARM）を開発した。CHARMをマウスの胚性幹細胞と皮質組織に適用することにより、エピゲノムの統合されたプロファイルを再構成し、クロマチンアクセシビリティーとヒストン修飾における異なる細胞周期動態や、三次元の核内空間において調節因子が空間クラスタリングしている様子を明らかにした。さらに、解釈可能な機械学習モデルを活用して、細胞タイプ・サブタイプに特異的な様式で遺伝子発現を調整する数千ものエンハンサー–プロモーターの結び付きを高精度で特定した。総合すると、CHARMは単一細胞分解能での三次元エピゲノムの統合的な解析を可能にし、複雑な組織中で多様な細胞にわたって遺伝子調節状況を解読するための多用途のプラットフォームとなることが分かった。
