Development of methods for multi-omic analysis of DNA methylation and chromatin architecture in single cells

项目概要/摘要 染色质组织和表观基因组修饰，如胞嘧啶甲基化发挥工具作用 在人类发育过程中以及健康和疾病状态下的基因调控。虽然基因组是 在人体的每个细胞中，染色质构象和胞嘧啶DNA甲基化几乎是相同的。 在细胞类型和发育过程中高度动态。以前的研究表明，染色质环 可以通过胞嘧啶甲基化来调节。然而，我们目前对这种相互作用的了解 染色质组织和DNA甲基化之间的联系建立在分析培养细胞和大块组织的基础上。 异质组织中细胞类型特异性染色质成环与甲基化的相互作用 大部分尚未开发。本项目将发展单细胞多组学方法， 来自同一细胞的染色质构象和胞嘧啶甲基化。这些方法将导致高质量 人组织细胞类型特异性染色质构象图及其相关性分析 染色质构象和胞嘧啶甲基化之间的联系。如果成功，所提出的方法将大大 促进复杂人体组织和异质性疾病中基因调控的研究， 癌

Project Summary/Abstract  Chromatin organization and epigenomic modifications such as cytosine methylation play instrumental roles  in gene regulation during human development and in healthy and disease states. Although the genome is  nearly identical in each cell in the human body, chromatin conformation and cytosine DNA methylation are  highly dynamic across cell types and during development. Previous studies showed that chromatin looping  can be regulated by cytosine methylation. However, our current state of knowledge of the interactions  between chromatin organization and DNA methylation is built on analyzing cultured cells and bulk tissues.  The interaction between cell-­type specific chromatin looping and methylation in heterogeneous tissues  remain largely unexplored. This project will develop single-­cell multi-­omic methods to jointly analyze  chromatin conformation and cytosine methylation from the same cell. The methods will lead to high quality  cell-­type specific chromatin conformation maps of human tissue, and the analysis of the relationship  between chromatin conformation and cytosine methylation. If successful, the proposed methods will greatly  facilitate the study of gene regulation in complex human tissues and in heterogeneous diseases such as  cancer.