陈捷凯等团队开发新技术，在单细胞水平上鉴定了转座子的表达动力学和异质性

来源：iNature

转座因子（TEs）构成了典型真核生物基因组的大部分，并以不清楚的方式促进了细胞异质性。单细胞测序技术是探索细胞的强大工具，但是分析通常以基因为中心，而且TE表达尚未得到解决。

2021年3月5日，，中国科学院广州生物医药与健康研究院陈捷凯及南方科技大学Andrew P. Hutchins共同通讯在Nature Communications 在线发表题为“Identifying transposable element expression dynamics and heterogeneity during development at the single-cell level with a processing pipeline scTE”的研究论文，该研究开发了单细胞TE处理管道scTE，并在一系列生物学环境中报告了TE在单细胞中的表达。

该研究发现，特定的TE类型在胚胎干细胞亚群中表达，并在多能性重编程，分化和胚胎发生过程中受到动态调节。出乎意料的是，TEs在体细胞中表达，包括在批量分析中无法检测到的人类疾病特异性TEs。最后，该研究将scTE应用于单细胞ATAC-seq数据，并证明scTE可以单独使用TE的染色质来区分细胞类型。总体而言，该研究结果将TE在单个细胞中的动态模式及其对细胞异质性的贡献进行了分类。

另外，2021年3月3日，中国科学院广州生物医药与健康研究院陈捷凯团队在Nature 在线发表题为“The RNA m6A reader YTHDC1 silences retrotransposons and guards ES cell identity”的研究论文，该研究显示了m6A阅读器YT521-B同源域含蛋白1（YTHDC1）是维持m6A依赖方式的小鼠胚胎干（ES）细胞所必需的，并且其缺失会引发细胞重编程为2C样的状态。从机制上讲，YTHDC1与小鼠ES细胞中反转录转座子的转录物（如ERVK和LINE1）结合，其耗竭导致这些沉默的反转录转座子重新激活，并伴随着SETDB1介导的H3K9me3的整体降低。进一步证明，YTHDC1及其靶标m6A RNA在SETDB1的上游起作用，以抑制逆转座子和Dux（两细胞阶段（2C）样程序的主要诱导物）。这项研究揭示了m6A RNA和YTHDC1在染色质修饰和逆转录转座子阻遏中的重要作用（点击阅读）。

m6A是信使RNA（mRNA）和非编码RNA（ncRNA）中最丰富的修饰，并且被阅读器（m6A结合蛋白）识别以调节生物学过程。已经鉴定了五个YT521-B同源性（YTH）域家族蛋白和几种其他蛋白，它们可以选择性地与RNA结合并以m6A依赖的方式影响其代谢。具体而言，生化研究揭示了对YTH域介导的直接m6A识别的结构见解。

值得注意的是，核阅读器YTHDC1表现出特殊的关键功能，因为它的耗竭导致小鼠早期胚胎致死，类似于Mettl3缺陷。相比之下，缺乏其他YTH阅读器或已知的与YTHDC1相互作用的基因如Zcchc8的小鼠则没有早期胚胎致死性。这些结果表明，YTHDC1除了在胚胎发育过程中的转录后调控外，还负责未知的m6A依赖性机制。然而，YTHDC1如何调节染色质事件并因此促进胚胎发育过渡仍不清楚。

该研究显示了YTHDC1是维持m6A依赖方式的小鼠胚胎干（ES）细胞所必需的，并且其缺失会引发细胞重编程为2C样的状态。

从机制上讲，YTHDC1与小鼠ES细胞中反转录转座子的转录物（如ERVK和LINE1）结合，其耗竭导致这些沉默的反转录转座子重新激活，并伴随着SETDB1介导的H3K9me3的整体降低。进一步证明，YTHDC1及其靶标m6A RNA在SETDB1的上游起作用，以抑制逆转座子和Dux（两细胞阶段（2C）样程序的主要诱导物）。这项研究揭示了m6A RNA和YTHDC1在染色质修饰和逆转录转座子阻遏中的重要作用。

参考消息：

https://www.nature.com/articles/s41586-021-03313-9