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

项目摘要/摘要： 染色质的组织结构和表观基因组的修饰，如胞嘧啶和甲基化，将发挥重要的作用。 在人类发育过程中的基因调控中，以及在健康的人类和其他疾病状态中的基因调控中，尽管人类的基因组结构是复杂的。 在人类身体的每个细胞中，染色质的构象和胞嘧啶的DNA的甲基化水平几乎是相同的。 在细胞发育过程中，不同细胞类型之间的高度动态变化。之前的研究表明，细胞染色质呈环状。 它不能通过胞嘧啶和甲基化来调节。然而，我们目前对这些相互作用的知识了解很少。 在染色质和DNA之间，甲基化反应建立在对培养的细胞和大量的DNA组织进行分析的基础上。 细胞类型和特定的核染色质之间的相互作用包括环状结构和异质性组织中的甲基化。 这在很大程度上还没有被探索。这个新的项目将开发出能够进行联合分析的单细胞和多组体基因组方法。 染色质的构象和胞嘧啶的甲基化来自同一个细胞，这两种方法也将引领我们获得高质量的DNA。 细胞类型和特定的核染色质构象映射了人类皮肤组织的结构，并提供了人类关系的最新分析工具。 在染色质构象和胞嘧啶甲基化之间。如果成功，我们提出的新方法将会有很大的影响。 促进对人类复杂组织中基因调控机制的研究，以及对其他异质性疾病的研究，如癌症 癌症。

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.