时空日报 | Nature Genetics：在体细胞进化中定义细胞表型的遗传力、可塑性和转变动态
大家好，欢迎观看《时空日报》第307期。本期介绍的时空/细胞组学相关研究文章共计2篇。以下是应用时空云平台STOmics Cloud的Genpilot模块生成的文章概要，并辅以人工审核，供了解参考。
1、在体细胞进化中定义细胞表型的遗传力、可塑性和转变动态
Defining heritability, plasticity, and transition dynamics of cellular phenotypes in somatic evolution
Nature Genetics; IF: 31.700; DOI: 10.1038/s41588-024-01920-6
内容概要：
① 单细胞测序技术已经深入揭示了多种健康组织和恶性组织中细胞状态的异质性特点。然而，尽管取得了这些进展，关于这些细胞状态的可塑性或遗传力的具体程度和性质，科学界在很大程度上仍然保持着未知。为了填补这一知识空白，研究团队引入了PATH（性状遗传力的系统发育分析）这一创新框架。该框架的主要目的是量化细胞状态的遗传力与可塑性，同时利用单细胞谱系追踪数据来推断细胞状态的转变模式和增殖动态。
② 在将PATH应用于胰腺癌小鼠模型的研究中，研究人员观察到了一个有趣的现象：在上皮-间充质转化谱的两端，细胞状态呈现出显著的遗传力特征；而相比之下，在转化过程中的中间状态，细胞则展现出了更高的可塑性。这一发现为理解细胞状态转变的复杂机制提供了新的线索。
③ 此外，在原发性胶质母细胞瘤的研究中，PATH框架的应用也取得了重要突破。研究团队发现了干细胞样细胞和间充质样细胞之间的双向转变关系，其中星形胶质细胞样状态在这一过程中起到了关键的中间体作用。这一发现不仅揭示了胶质母细胞瘤细胞状态的多样性，也为探索该疾病的细胞起源和进展路径提供了新的视角。
④ 最后，在B细胞急性淋巴细胞白血病的研究领域，研究团队利用单细胞全基因组测序技术结合PATH框架，成功重建了B细胞分化状态的系统发育树。通过这一研究，他们阐明了与遗传驱动因素密切相关的B细胞分化状态的遗传力特征，为白血病的精准治疗和预后评估提供了重要依据。
分析工具：细胞状态异质性，PATH框架，上皮-间充质转化，系统发育树，单细胞测序; Schiffman JS, D'Avino AR, Prieto T, et al.; New York Genome Center, New York, NY, USA.
2、小鼠大脑中的单细胞m6A分析揭示了细胞类型特异性的RNA甲基组及年龄相关的差异甲基化
Single-cell m6A profiling in the mouse brain uncovers cell type-specific RNA methylomes and age-dependent differential methylation
Nature Neuroscience; IF: 21.200; DOI: 10.1038/s41593-024-01768-3
内容概要：
① N6-甲基腺苷（m6A）是大脑中一种关键的mRNA修饰，对于神经发育和脑功能至关重要。然而，由于技术上的局限，科学家们一直难以对大脑中不同细胞类型内的m6A位点进行全面的分析。
② 为了克服这一难题，研究团队开发了一种创新的小鼠模型，该模型能够在单个细胞水平上，对任何选定组织的转录组进行m6A的广泛检测。利用这一模型，研究人员成功地绘制了小鼠大脑不同区域以及大脑皮层内单个细胞的m6A图谱，揭示了大脑各区域和细胞类型之间普遍存在的高度甲基化现象。同时，他们也发现了一些神经元中特有的差异甲基化mRNA，这些mRNA编码了神经元信号传导的关键调节因子。
③ 此外，研究还显示，与其他细胞类型相比，小胶质细胞中的m6A水平较低。最后，通过在老年小鼠中进行单细胞m6A图谱分析，研究人员发现了许多转录本的m6A水平随着年龄的增长而发生变化，这为进一步理解衰老过程中基因表达的调控机制提供了新的视角。
其他研究：mRNA修饰，神经发育，脑功能，scRNA-seq; Tegowski M, Prater AK, Holley CL, Meyer KD.; Department of Biochemistry, Duke University School of Medicine, Durham, NC, USA.