三重大学、理化学研究所、東京科学大学の共同研究グループは、1つの細胞の中でゲノムDNA※とRNAの両方を高解像度で同時に解析できる新しい1細胞解析技術を開発。従来の技術ではアプローチの難しかった課題を解決できることが期待される。

 近年、1細胞解析技術の進展は、細胞集団の解析では捉えられない細胞間の不均一性(細胞ごとの個性)を明らかにすることで生物学の様々な分野に革新を起こし、希少な異常細胞の同定など数多くの発見をもたらしてきた。しかし、既存の1細胞解析法の多くはDNAとRNAを別々に扱うため、これらの分子がどのように機能的に結び付いているかという理解には限界があった。

 この課題を克服するために、共同研究グループがこれまでに確立してきた2つの最先端1細胞解析法、すなわちDNAコピー数を高解像度でシーケンス解析するscRepli-seqと、高感度のRNAシーケンス法であるRamDA-seqを組み合わせることで、1つの細胞からDNAとRNAを同時に解析できるようにscRR-seqを設計した。scRR-seqを用いることで、新しい細胞周期進行マーカーを発見し、またDNAコピー数と遺伝子発現量の関係は必ずしも単純に正の相関を示すわけではないことも明らかになった。

 scRR-seqを用いることで、単一細胞内におけるDNAとRNAの直接的な関係がわかり、従来の手法では得られなかった知見を引き出すことが可能になった。強力かつ汎用性の高いツールであり、疾患メカニズムの解明から胚発生研究まで幅広い研究分野で新たな発見をもたらすことが期待されるとしている。

※細胞に含まれる完全なDNAセット。遺伝子と遺伝子をコードしない領域を含み、その生物が持つ全遺伝情報

論文情報:【Nature Communications】scRepli-RamDA-seq: a multi-omics technology enabling the analysis of gene expression dynamics during S-phase

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