Ученые разработали метод высокоточного анализа эпигенетики на уровне отдельных клеток

Метод scDEEP-mC позволяет проводить высокоточный анализ аллель-специфичного метилирования, включая гемиметилирование. Автор: Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-61589-1

Ученые из Института Ван Андела разработали усовершенствованную методику для детального анализа метилирования ДНК в отдельных клетках. Этот прорыв поможет исследователям лучше изучить роль эпигенетики в развитии рака и других заболеваний.

Метилирование ДНК — это эпигенетический механизм, который влияет на то, как и когда используются инструкции в ДНК, не изменяя саму последовательность ДНК. Таким образом, метилирование играет ключевую роль во многих фундаментальных биологических процессах, включая развитие, экспрессию генов и дифференцировку клеток. Ошибки метилирования хорошо известны как факторы, способствующие развитию рака, и связаны с множеством других заболеваний.

Новый метод, названный scDEEP-mC, создает высокоточные карты метилирования ДНК и является на сегодняшний день наиболее эффективной технологией анализа метилирования на уровне единичных клеток. Ученые могут использовать scDEEP-mC для получения новых важных данных о биологии отдельных клеток и выявления различий, которые отличают редкие типы клеток от других. Метод также поддерживает множество современных анализов, включая оценку клеточного возраста с помощью эпигенетических часов, анализ гемиметилирования и создание профилей инактивации Х-хромосомы.

Исследование, описывающее scDEEP-mC, было недавно опубликовано в журнале Nature Communications. Соавторами работы выступили Питер У. Лэйрд и Хуэй Шен из Института Ван Андела.

«scDEEP-mC позволяет нам увидеть метилирование ДНК на разных стадиях репликации в отдельных клетках — что было невозможно до сих пор», — пояснил Натан Спикс, ведущий автор исследования и научный сотрудник лаборатории Лэйрда.

«Например, метод может помочь выявить ранние изменения метилирования в отдельных клетках, которые впоследствии становятся раковыми. Если мы поймем, что идет не так на ранних стадиях этого процесса, мы сможем использовать эту информацию для разработки новых способов диагностики и лечения заболеваний».

Из-за технических ограничений другие методы анализа метилирования ДНК не позволяют проводить прямое сравнение между клетками. Вместо этого ученым приходится усреднять сигналы от групп клеток, что скрывает важные, но тонкие различия между отдельными клетками. Высокое разрешение scDEEP-mC позволяет эффективнее идентифицировать подтипы клеток, паттерны метилирования и другие важные особенности, такие как различия между старыми и новыми клетками.

Дополнительная информация: Nathan J. Spix et al, High-coverage allele-resolved single-cell DNA methylation profiling reveals cell lineage, X-inactivation state, and replication dynamics, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-61589-1

Источник: Van Andel Research Institute