NatureMethods芝加哥大学何川团队发布新式单链DNA测序办法KAS-seq

原标题：Nature Methods | 芝加哥大学何川团队发布新式单链DNA测序办法：KAS-seq

美国芝加哥大学何川课题组开宣布一种乙氧二羟丁酮辅佐的单链DNA测序技能，可捕获大局转录动态和原位增强子活性。该成果于2020年4月6日在线宣布在《天然-办法学》杂志上。研讨人员标明，转录是一个高度动态的进程，会在基因组中生成“转录气泡”的单链DNA（ssDNA）。研讨团队开发的新的单链DNA测序（KAS-seq）可在全基因组范围内快速、灵敏地检测和定位由转录或其他进程发生的ssDNA，且只需运用1000个细胞即可完成。

芝加哥大学官网何川教授介绍页

该办法根据N3-kethoxal和鸟嘌呤在ssDNA中快速而特异性的反响开发。 N3-kethoxal分子能够在5分钟内特异性的和活细胞中单链状况的鸟嘌呤反响，被润饰的RNA片段可通过相互作用富集。值得重视的是，N3-kethoxal润饰是可逆的，加热后即可被去除。

KAS-seq验证和KAS-seq概述，来历：Nature Methods

研讨人员将N3-kethoxal参加细胞培养液，5分钟后提取富集符号后的DNA片段并建库测序。成果显现， KAS-seq信号在基因编码区明显富集，且具有较高的灵敏度。当Pol II延伸被按捺时，KAS-seq信号仅出现在启动子；当Pol II结合被按捺时，该信号在基因编码区彻底消失。此外， KAS-seq能一起检测Pol I和Pol lIII介导的转录活性，标明该办法可精确检测全基因组DNA转录活性。

研讨发现， KAS-seq比典型的增强子表现出更多的增强子-启动子相互作用。在按捺蛋白质凝聚的条件下，该办法可发现从一组启动子中快速开释的Pol II。KAS-seq有助于以高通量办法一起快速、精确地剖析转录动力学和增强子活性，未来或可广泛运用在转录改变的动态检测中。

低输入量细胞和小鼠肝脏的KAS-seq检测成果。来历： Nature Methods

此外，KAS-seq运用1000个细胞发生的数据与运用很多细胞发生的数据类似，可用于低开始量细胞或冷冻动物安排中的ssDNA检测，甚至有或许用于活体动物上。

总而言之，KAS-seq能够界说一组增强子，其为单链，并具有共同的序列基序。该办法具有简略、低开始量、高灵敏度的特色，可一起检测转录活性、增强子活性以及DNA结构改变，适用于稀有样本的转录动态改变检测。

作者简介

何川教授1989年考入中国科学技能大学使用化学系，2000年获麻省理工学院博士学位，2000-2002年在哈佛大学做博士后研讨。2010年7月，晋升为芝加哥大学正教授。2013年当选美国霍华德休斯医学研讨院(HHMI)研讨员。现为美国芝加哥大学化学系教授、生物物理动态研讨所主任，兼任北京大学长江讲座教授。

Title: Kethoxal-assisted single-stranded DNA sequencing captures global transcription dynamics and enhancer activity in situ

Author: Tong Wu, Ruitu Lyu, Qiancheng You, Chuan He

Issue&Volume: 2020-04-06

Abstract: Transcription is a highly dynamic process that generates single-stranded DNA (ssDNA) in the genome as ‘transcription bubbles’. Here we describe a kethoxal-assisted single-stranded DNA sequencing (KAS-seq) approach, based on the fast and specific reaction between N3-kethoxal and guanines in ssDNA. KAS-seq allows rapid (within 5min), sensitive and genome-wide capture and mapping of ssDNA produced by transcriptionally active RNA polymerases or other processes in situ using as few as 1,000 cells. KAS-seq enables definition of a group of enhancers that are single-stranded and enrich unique sequence motifs. These enhancers are associated with specific transcription-factor binding and exhibit more enhancer–promoter interactions than typical enhancers do. Under conditions that inhibit protein condensation, KAS-seq uncovers a rapid release of RNA polymerase II (Pol II) from a group of promoters. KAS-seq thus facilitates fast and accurate analysis of transcription dynamics and enhancer activities simultaneously in both low-input and high-throughput manner.

DOI: 10.1038/s41592-020-0797-9

Source: https:///articles/s41592-020-0797-9

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