文獻(xiàn)第一部分
scATAC:人類基因組的染色質(zhì)可及性圖譜
INTRODUCTION
人體由各種器官夏哭、組織和細(xì)胞類型組成兰吟，每一種都具有高度專業(yè)化的功能凛捏。在每種組織和細(xì)胞類型中表達(dá)的基因——以及它們在體內(nèi)的生理作用——受到（如增強子和啟動子）的調(diào)節(jié)。這些序列通過以細(xì)胞類型特異性方式募集序列特異性轉(zhuǎn)錄因子 (TF) 來決定靶基因的表達(dá)模式章鲤。在 TF 結(jié)合后，順式調(diào)控元件經(jīng)常采用構(gòu)象變化，使它們更容易被內(nèi)切核酸酶或轉(zhuǎn)座酶所接觸炼蹦，從而通過將這些酶與高通量測序相結(jié)合的分析在全基因組范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)候選順式調(diào)控元件 (cCRE)掀虎。然而凌盯，傳統(tǒng)的檢測在很大程度上使用異質(zhì)組織作為輸入材料來產(chǎn)生群體平均測量值，因此烹玉，人類基因組中候選調(diào)控序列的當(dāng)前目錄仍然缺乏關(guān)于大多數(shù)調(diào)控元件的細(xì)胞類型特異性活性的信息驰怎。這種限制阻礙了我們研究不同人類細(xì)胞類型中基因調(diào)控程序和解釋人類基因組中非編碼 DNA 的能力。
全基因組關(guān)聯(lián)研究 (GWAS) 已經(jīng)確定了與廣泛的人類性狀和疾病相關(guān)的數(shù)十萬種遺傳變異二打。這些變異中的絕大多數(shù)是非編碼的县忌。在疾病相關(guān)組織和細(xì)胞類型中注釋順式調(diào)節(jié)元件的觀察結(jié)果富含非編碼疾病風(fēng)險變異（導(dǎo)致假設(shè)非編碼變異影響疾病風(fēng)險的主要機制是通過影響特定細(xì)胞類型中的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)元件。然而继效，由于人類基因組中缺乏細(xì)胞類型解析的調(diào)控元件圖譜症杏，這些非編碼風(fēng)險變體的注釋受到了阻礙。盡管以前使用精細(xì)映射區(qū)分連鎖不平衡 (LD) 中的因果變異和局部變異的方法瑞信，以及使用單細(xì)胞中開放染色質(zhì)區(qū)域的共可訪問性將變異與靶基因聯(lián)系起來的方法 (Pliner et al ., 2018) 或基于 3D 染色體接觸的連鎖評分在確定因果變異的優(yōu)先級和預(yù)測其靶基因方面取得了重要進(jìn)展厉颤，但對非編碼變異的功能解釋仍然具有挑戰(zhàn)性。
通過基于液滴的組合條形碼或其他方法實現(xiàn)的單細(xì)胞組學(xué)技術(shù)現(xiàn)在能夠以單細(xì)胞分辨率從復(fù)雜組織中分析轉(zhuǎn)錄組凡简、表觀基因組和染色質(zhì)組織逼友。特別是，基于組合細(xì)胞條形碼的檢測方法秤涩，如 sci-ATAC-seq 帜乞，無需對單個細(xì)胞類型進(jìn)行物理純化即可識別單核中的 cCRE。所得數(shù)據(jù)可用于從混合細(xì)胞群中解卷積細(xì)胞類型溉仑，并剖析原發(fā)組織中細(xì)胞類型特異性轉(zhuǎn)錄組和表觀基因組狀態(tài)挖函。盡管這些工具已應(yīng)用于哺乳動物組織，包括小鼠生物樣本，但人類胎兒組織和一些單獨的成人人體器官系統(tǒng)怨喘，我們?nèi)匀蝗狈碜猿扇巳梭w大多數(shù)主要組織的 cCRE 的綜合細(xì)胞類型解析圖津畸。
在本研究中，我們使用針對快速冷凍原發(fā)組織優(yōu)化的修改后的 sci-ATAC-seq
protocol來分析來自多個供體的 30 種成人人體組織類型的染色質(zhì)可及性必怜。我們從這些組織中分析了 615,998 個細(xì)胞核肉拓，根據(jù)染色質(zhì)景觀的相似性將它們分為 111 種不同的細(xì)胞類型，并從結(jié)果圖中確定了與 cCRE 對應(yīng)的 890,130 個開放染色質(zhì)區(qū)域的聯(lián)合梳庆。接下來暖途，我們將這些數(shù)據(jù)與最近的染色質(zhì)可及性胎兒細(xì)胞圖譜相結(jié)合，以揭示人類生命周期中 > 130 萬個細(xì)胞的開放染色質(zhì)譜和 1,154,611 個 cCRE 的染色質(zhì)可及性圖譜膏执，覆蓋基因組的 14.8% 222 種細(xì)胞類型驻售。最后，我們使用這個 cCRE 圖譜來解釋與 240 種復(fù)雜人類特征和疾病相關(guān)的非編碼變體的細(xì)胞類型和靶基因更米，揭示細(xì)胞類型與疾病的關(guān)聯(lián)欺栗，并提出人類細(xì)胞類型中的相關(guān)治療靶點。我們創(chuàng)建了一個交互式網(wǎng)絡(luò)圖譜來傳播該資源（cis-element ATLAS [CATLAS]征峦；http://catlas.org/humanenhancer）迟几。
