这篇文章已经更新，以纠正Castelo-Branco实验室的从属关系。
纽约-纽约和瑞典的研究团队已经独立开发了染色质多模态、单细胞表观遗传分析的新方法。这些方法提供了比以前的方法更简单的工作流程，如CUT&Tag (靶下切割与标记)，有可能为从初始样本中提取更多细胞提供结果。
其中一种方法是纳米体栓系转位，然后进行测序(NTT-seq)由纽约基因组中心的Ivan Raimondi和纽约大学Rahul Satija实验室和纽约基因组中心的博士后Tim Stuart共同开发。另一个方法，nanoCUT&Tag(nano-CT)，来自瑞典卡罗林斯卡学院Gonçalo卡斯特罗-布兰科的研究小组。两者都使用纳米体，抗体由一个小的单肽链组成，与Tn5转座酶融合。这种融合蛋白专门与靶向染色质标记(如抑制性组蛋白标记)的一级抗体结合，并将转座酶片段和标记周围的DNA编码，以便通过下一代测序进行检测和定位。
今年3月，这两个小组发现，他们都在研究同一个想法，并协调了预印本的发布和手稿的提交，手稿仍在审查中。在预印本中，纽约团队使用NTT-seq同时分析了多达三个特征，包括单个细胞中的多个组蛋白标记和蛋白质- dna结合位点。他们还扩展了分析细胞表面蛋白表达的方法。
sciilifelab团队使用纳米ct同时分析小鼠脑组织中的染色质可及性和两个组蛋白标记。他们报告说，可以用25,000个细胞进行分析，每个细胞的片段数量增加了16倍。
＂一切都是多模式的，＂卡斯特罗-布兰科实验室的博士后马雷克·巴托索维奇说。“这是显而易见的下一步，看看一个以上的组蛋白修饰。”
通过这种新方法，“你可以看到这些不同的组蛋白标记是如何一起工作的，”他补充说。“哪一个先到，哪一个后到，它们如何与开放的染色质相互作用。”
尽管他们协调了各自的论文，但似乎并没有在商业化方面进行合作。这两家公司都已经申请了专利，而纽约的这个组织，在整合细胞分析中心的庇护下，正在分发已经纯化的纳米体- tn5融合蛋白的盒装套件。
这些试剂盒可以帮助这些基于纳米体的单细胞染色质分析方法——特别是NTT-seq——在竞争激烈的领域生根。弗雷德·哈钦森癌症研究中心的研究人员卡米·艾哈迈德(Kami Ahmad)说:“过去一年的多篇论文都在做同样的多因素分析，只是没有融合。”他领导了CUT&Tag方法的开发，该方法在很大程度上取代了染色质免疫沉淀测序(ChIP-seq)，也是这两种新方案的基础。一些方法，例如抗体引导染色质标记的两个因素，然后测序(ACT2-seq)而且MultiCUT&Tag，这两种方法都是在将试剂引入样本之前，将抗体和Tn5酶聚合在一起。另一种方法是多目标标记识别(MulTI-Tag)，使用寡结合抗体。
艾哈迈德的实验室，也开发了急忙逃走该公司采用了类似的方法，使用Mnase而不是Tn5，通过邮寄他们融合蛋白的等份，对纽约的研究小组采取了类似的方法。“我们知道人们只会做他们一直在做的事，”他说。“这只是惯性，因为很难从纸上提取一些东西，但如果有人给你提供试剂，你可以尝试，即使是小规模的。”
Ahmad对纳米体方法“非常兴奋”，并要求NTT-seq工具包。
＂纳米体是定义非常明确的试剂，”他说。“我们知道它们是如何工作的，我们知道经过一次又一次的准备，它们会起到同样的作用，”而较大的抗体可能会因批次而异。
Ahmad说，虽然纳米体可以特异性结合针对组蛋白标记或感兴趣的细胞表面蛋白的IgG抗体，但这种方法仍然需要这些抗体来自不同的物种，在NTT-seq的例子中，是兔子和老鼠。“如果你有两个兔子(抗体)呢?”艾哈迈德说。
但最大的优点之一是纳米体方法“大大减少了步骤的数量，”他说。单细胞表观基因组学最难的事情之一是保持细胞的存在。CUT&Tag并不长，但它有多个步骤，如果每一步都失去细胞，你最终会一无所获。”
他说:“特别是在处理珍贵材料时，如果你用完了，最后却什么都没有留下，那是非常令人难过的。”
NTT-seq
萨提亚将NTT-seq称为集成细胞分析中心的“旗舰项目”，始于2020年获得的国家人类基因组研究所卓越中心拨款。这项为期五年的赠款每年提供200万至300万美元，总额最高可达1500万美元。CICA由来自6个机构的10个实验室组成:纽约大学、哥伦比亚大学、威尔·康奈尔医学院、NYGC、洛克菲勒大学和纪念斯隆·凯特琳癌症中心。
他说:“这个项目的好处是，我们被鼓励在新方向到来时采取行动。”最初，他们专注于ATAC-seq(通过测序检测转座酶可达染色质)，但2019年CUT&Tag一到，Raimondi和Stuart就有兴趣尝试它。
斯图尔特说:“我们在研究CUT&Tag时发现，当你只有一个抑制性组蛋白标记时，很难理解这些数据。”“但当你有一个组合时，你可以看到它们是如何一起变化的。”
纽约的研究团队拒绝估计每个套件或这种方法的总体成本。萨提亚说:“一些主要的成本将在蛋白质纯化上，这取决于你生产的蛋白质的多少。”他表示，亚信已收到约150份订单，并将“尽可能多地”处理。
Satija说，如果研究人员可以运行单细胞ATAC-seq，他们也可以运行NTT-seq，包括在10x Chromium平台上。排序需求与那些现有的工作流程是“等同的”。
萨提亚说，他的团队不想成为实验室的长期供应商，而是有兴趣将这种方法商业化。“我们已经申请了一项临时专利，涵盖了NTT-seq和它的一些应用程序，”NYGC技术创新实验室的研究员Silas Maniatis说。vwin德赢ac米兰合作“我们已经就授权的可能性与商业实体进行了一些对话。”Satija说，外部授权将是“理想的”，暗示他希望看到这种方法以CITE-seq的方式商业化，CITE-seq是一种单细胞转录组学分析方法，也包括细胞表面蛋白数据，已授权给BioLegend。
巴托索维奇在谈到这套装备的推出时说:“这是他们的一个非常棒的倡议。”不过他表示，他无法订购装备，因为他们限制了在美国的分销。
Nano-CT
开发纳米ct是单细胞版本的CUT&Tag工作的自然结果，castello - branco实验室发表在自然生物技术vwin德赢ac米兰合作巴托索维奇说。
他们在当年3月提出了纳米体tn5聚变设计，并在几个月后使其工作。在他们的预印本中，他们说，他们能够推断少突胶质细胞中可达染色质和H3k27ac组蛋白修饰之间的染色质速度，解螺旋H3K27me3抑制状态，并“推断在少突胶质细胞谱系发展过程中，H3K27me3在不同基因模块上的两个连续抑制波。”
Bartosovic说，该组织还提交了一份专利申请。“我们目前还没有任何商业化的计划，但我们会为未来保留这个选项。”和NTT-seq小组一样，他的团队已经向AddGene提交了融合蛋白的质粒。
下一个步骤
Raimondi说，除了分发试剂盒外，NTT-seq团队正在寻求扩大它一次可以检测的标记的数量。研究人员正在考虑使用多重抗体，以及不同的染色和标记。多路复用的每一步都增加了集成数据集的能力。“在数据分析中，你会有一个共同的特征，”他说。
其他研究小组如何使用这些多模态试验还有待观察，但艾哈迈德认为细胞轨迹是一个明显的方法。“当你做决定的时候，很多事情都会起作用。我们做得很好，有很多关于人体细胞类型的描述。我们将它们细化到形态、基因表达等。但这些是最终状态。对于所有这些细胞类型，在早期，(它们)可能以这样或那样的方式消失。”