ScGET-seq

La secuenciación del genoma y epigenoma de células individuales mediante transposasas (scGET-seq) es un método de secuenciación de ADN para perfilar la cromatina abierta y cerrada . A diferencia del ensayo de células individuales para la cromatina accesible a transposasas con secuenciación (scATAC-seq), que solo se dirige a la eucromatina activa , ^{[ 1 ]} scGET-seq también es capaz de sondear la heterocromatina inactiva . ^{[ 2 ]}

Esto se logra mediante el uso de TnH, que se crea mediante la unión del cromodominio (CD) de la proteína de heterocromatina-1-alfa (HP-1${\displaystyle \alpha }$) a la transposasa Tn5 . TnH puede entonces dirigirse a la trimetilación de la lisina 9 de la histona 3 ( H3K9me3 ), un marcador de heterocromatina. ^{[ 3 ]}

De forma similar a la velocidad del ARN, que utiliza la relación entre el ARN empalmado y el no empalmado para inferir la cinética de los cambios en la expresión génica a lo largo del desarrollo celular, ^{[ 4 ]} la relación entre las señales de TnH y Tn5 obtenidas mediante scGET-seq puede utilizarse para calcular la velocidad de la cromatina, que mide la dinámica de la accesibilidad de la cromatina a lo largo de las vías de desarrollo celular. ^{[ 2 ]}

La regulación transcripcional está estrechamente ligada a los estados de la cromatina. La cromatina abierta, o permisiva a la transcripción, constituye solo el 2-3% del genoma , pero abarca el 94,4% de los sitios de unión de factores de transcripción . ^{[ 5 ] [ 6 ]} Por el contrario, el ADN más compactado , o heterocromatina , es responsable de la organización y estabilidad del genoma. ^{[ 7 ]} La densidad de la cromatina también cambia a lo largo de los procesos de diferenciación celular , ^{[ 8 ]} pero hay una falta de métodos de secuenciación de alto rendimiento para analizar directamente la heterocromatina.

Muchas enfermedades relacionadas con el genoma, como el cáncer, están estrechamente vinculadas a cambios en su epigenoma . Los cánceres, en particular, se caracterizan por la heterogeneidad unicelular, que puede impulsar la metástasis y la resistencia al tratamiento. ^{[ 9 ] [ 10 ]}   Los mecanismos subyacentes a estos procesos aún se desconocen en gran medida, aunque el advenimiento de las tecnologías unicelulares , incluida la epigenómica unicelular , ha contribuido enormemente a su elucidación. ^{[ 11 ]}

En 2015, ATAC-seq , que utiliza la transposasa Tn5 para fragmentar y marcar la cromatina accesible, o eucromatina , para su secuenciación, se volvió factible con resolución de célula individual. ^{[ 12 ]} scGET-seq se basa en esta tecnología al proporcionar también información sobre la heterocromatina , ofreciendo una visión más completa de la estructura y la dinámica de la cromatina dentro de cada célula. ^{[ 13 ]}

scGET-seq tiene algunas de las mismas limitaciones que scATAC-seq. Ambos procesos requieren muestras de núcleos de células viables y una alta viabilidad celular. ^{[ 13 ]} Una baja viabilidad celular produce una alta contaminación de ADN de fondo que no representa con precisión las señales biológicas auténticas. Además, la escasez y la naturaleza ruidosa de los datos de scATAC-seq y scGET-seq dificultan el análisis, y aún no existe consenso sobre la mejor manera de gestionar estos datos. ^{[ 34 ]}

Otra limitación es que scGET-seq aún necesita la validación de los resultados de SNV mediante secuenciación masiva del genoma. Aunque existe una alta correlación de mutaciones entre la secuenciación masiva del exoma y los resultados de scGET-seq, scGET-seq no logra detectar todos los SNV del exoma. ^{[ 2 ]}