2023年10月13日，来自美国加州大学圣迭戈分校任兵团队在《科学》上发表了标题为“A comparative atlas of single-cell chromatin accessibility in the human brain. ”的研究成果，绘制出人脑中单细胞染色质可及性的比较图谱。
据了解，单细胞转录组学的最新进展揭示了人类大脑中不同的神经元和胶质细胞类型。然而，调控细胞身份和功能的调控程序仍不清楚。
利用通过测序的转座酶可及染色质（snATAC-seq）的单核分析，研究人员探索了来自3名成年人的42个大脑区域的110万个细胞的开放染色质景观。整合这些数据揭示了107种不同的细胞类型及其对人类基因组中544735个候选顺式调控DNA元件（cCRE）的特异性利用。鉴定了107种不同的脑细胞类型，绘制了与多种常见的神经精神障碍（包括精神分裂症、躁郁症、阿尔茨海默病和重度抑郁症）相关的基因顺式转录调控元件（cis-regulatory elements）详细图谱，并建立了特定类型的细胞类群与各种常见神经精神障碍之间的联系。值得注意的是，其中相当一部分顺式调控元件在小鼠脑细胞中也表现出序列保守性和染色质可及性。与此同时，很多人类特异的顺式调控元件都富集在转座子的区域，并表现出明显的细胞特异性。近三分之一的cCRE在单核细胞中表现出保守性和染色质可及性。
为了更好的利用这一图谱，开发了基于自然语言处理的深度机器学习模型（deep learning model）来预测DNA中某些非编码风险变异（non-coding risk variants）是如何影响基因调控并导致疾病的。还搭建了网络门户CATLAS (http://catlas.org) 免费向公众提供了这一图谱。
研究人员揭示了特定脑细胞类型与神经精神疾病（包括精神分裂症、双相情感障碍、阿尔茨海默病（AD）和重度抑郁症）之间的密切联系，并开发了深度学习模型来预测非编码风险变异在这些疾病中的调节作用。
文章来源：
Yang Eric Li, Sebastian Preissl, Michael Miller et al, A comparative atlas of single-cell chromatin accessibility in the human brain. DOI: adf7044, Science：
