2023年10月13日，來自美國加州大學圣迭戈分校任兵團隊在《科學》上發表了標題為“A comparative atlas of single-cell chromatin accessibility in the human brain. ”的研究成果，繪制出人腦中單細胞染色質可及性的比較圖譜。
據了解，單細胞轉錄組學的最新進展揭示了人類大腦中不同的神經元和膠質細胞類型。然而，調控細胞身份和功能的調控程序仍不清楚。
利用通過測序的轉座酶可及染色質（snATAC-seq）的單核分析，研究人員探索了來自3名成年人的42個大腦區域的110萬個細胞的開放染色質景觀。整合這些數據揭示了107種不同的細胞類型及其對人類基因組中544735個候選順式調控DNA元件（cCRE）的特異性利用。鑒定了107種不同的腦細胞類型，繪制了與多種常見的神經精神障礙（包括精神分裂癥、躁郁癥、阿爾茨海默病和重度抑郁癥）相關的基因順式轉錄調控元件（cis-regulatory elements）詳細圖譜，并建立了特定類型的細胞類群與各種常見神經精神障礙之間的聯系。值得注意的是，其中相當一部分順式調控元件在小鼠腦細胞中也表現出序列保守性和染色質可及性。與此同時，很多人類特異的順式調控元件都富集在轉座子的區域，并表現出明顯的細胞特異性。近三分之一的cCRE在單核細胞中表現出保守性和染色質可及性。
為了更好的利用這一圖譜，開發了基于自然語言處理的深度機器學習模型（deep learning model）來預測DNA中某些非編碼風險變異（non-coding risk variants）是如何影響基因調控并導致疾病的。還搭建了網絡門戶CATLAS (http://catlas.org) 免費向公眾提供了這一圖譜。
研究人員揭示了特定腦細胞類型與神經精神疾?。òň穹至寻Y、雙相情感障礙、阿爾茨海默?。ˋD）和重度抑郁癥）之間的密切聯系，并開發了深度學習模型來預測非編碼風險變異在這些疾病中的調節作用。
文章來源：
Yang Eric Li, Sebastian Preissl, Michael Miller et al, A comparative atlas of single-cell chromatin accessibility in the human brain. DOI: adf7044, Science：
