新方法在单细胞分辨率下实时跟踪DNA甲基化的变化

白头研究所研究人员开发了一种方法，以监测单个细胞中DNA甲基化的变化。

DNA甲基化对于适当控制基因表达和细胞标识至关重要 - 这使得能够细胞用相同的遗传物质成为例如神经细胞，肌肉细胞或皮肤细胞。某些疾病（包括癌症）涉及DNA甲基化模式的变化，以及记录这些改变的能力有助于开发新的疗法。

“甲基化是在疾病和癌症中发展的关键，”白头创始成员Rudolf Jaenisch说，他也是麻省理工学院生物学教授。“本报记者是一个非常重要的工具。我们相信它将让我们在开发期间印记和筛选激活时的问题非常详细基因在癌症等疾病中沉默。这种方法将允许我们查看哪种药物将激活给定基因。“

个体的细胞依赖于与蛋白质产生的指令相同的基因。肌细胞和脑细胞之间的差异可归因于基因表达的差异;也就是说，哪个基因被打开和关闭。DNA甲基化 - 将甲基加入DNA-是一种控制的表观遗传机制基因表达。在大多数情况下，关闭甲基化基因，而未甲基化基因是活性的。

迄今为止，科学家们只通过服用少数细胞的“快照”来研究细胞群中的甲基化，这是一种破坏研究下的细胞的过程。因为大多数细胞群在体内是异质的，并且甲基化可以随时间变化，现有方法对这一基本的生物控制提供了有限的洞察力。

创建一个动态可视化在Jaenisch实验室的博士后研究员的单个细胞兴趣的Yonatan Stelzer水平的甲基化系统。使用研究生Chikdu Shivalila，Stelzer合成了DNA甲基化记者，反映了附近区域是否甲基化。当目标区域未甲基化时，报告者也未被甲基化，这允许表达由记者编码的发光蛋白质。该蛋白质亮起细胞。当靶向甲基化时，报告者也是如此，并且发光蛋白质仍然是未精确的，使细胞偏离。随着目标区域的甲基化变化，记者也是如此。

Stelzer和Shivalila在本周的问题上描述了他们的工作细胞。

“制药公司已经有兴趣在疾病中操纵甲基化，”Stelzer说。“现在我们有一个报道者甲基化，它们可以筛选可以改变细胞表型的小分子或基因。例如，它们可以寻找可以改变与特异性癌症相关的高甲基化的药物。”

使用该方法，科学家应该更多地了解甲基化本身。

“这开辟了一个全新的研究领域，”斯瓦斯利拉说。“你可以用它来回答关于甲基化的所有这些问题，这些问题是完全未知的，包括甲基化如何调节细胞中的基因转录和表达模式。这非常令人兴奋。”

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