近日，基础医学院生物化学与分子生物学教研室潘星华团队在Nucleic Acids Research（一区，IF 19.16）上，发表了题为“Shortcut barcoding and early pooling for scalable multiplex single-cell reduced-representation CpG methylation sequencing at single nucleotide resolution”的研究论文。

DNA甲基化是最早获得认识的经典表观遗传学修饰，甲基化胞嘧啶（5mC）被称为第五种碱基，对多种生命活动的分子机制及环境对生命的调控机制的理解殊为重要。单细胞CpG甲基化测序是探索多细胞生物系统中细胞间表观组学异质性的重要技术手段。基于重亚硫酸氢盐的测序是检测DNA甲基化的金标准，主要技术有简并代表性测序（RRBS）和全基因组测序（WGBS）两种。然而目前面临的技术挑战是，真正单细胞水平的甲基化测序非常不稳健，仍然只在少数单细胞领域专家实验室才能做到，而且费用昂贵，难以广泛应用。

为解决这一问题，研究团队建立了msRRBS，在单核苷酸分辨水平上同时分析多个单细胞的甲基化谱。为此，作者创造性地设计了直接标记单细胞的条码的捷径，使所有后续步骤在单管中进行，而在测序数据上可以溯源细胞，从而显著提高了实验效率和稳健性。文章显示的中通量方案的最大优点是为临床样品及临床应用中具有重要价值，如循环癌细胞（CTC）或者微小残留病（MRD）等数量有限而且可能具有异质性的珍稀细胞的单细胞甲基化谱作图，及表观组学生物标记的筛选和鉴定。msRRBS在提高数据质量并富集参与甲基化调控的关键元件（CGI和启动子等）的情况下，大大降低了建库成本、复杂性和实验劳动强度，而且只需要常规实验设备，无需费用高昂的特殊实验器材。同时，msRRBS具有向高通量发展的可扩展性，目前的细胞条码barcode加上常规的索引index的结合已经能同时处理数百上千细胞，自动化的加样将进一步提高通量和效率。总而言之，msRRBS开拓了一种实用性的研究工具，将使得更多实验室能把DNA甲基化测序作为生命科学和医学基础研究的常用工具，将赋能液体活检无创检测原发肿瘤发生的部位及性质，并为精准治疗和预后提供新型可靠依据。这一新技术的创建必能促进单细胞表观基因组学和多组学的发展。

附图 msRRBS技术创建论证框架图

基础医学院潘星华教授为本文通讯作者，珠江医院博士后麦丽瑶、基础医学院硕士研究生温泽彬，博士研究生张裕龙和硕士研究生高禹为共同第一作者。

全文链接：https://academic.oup.com/nar/advance-article/doi/10.1093/nar/gkad892/7327074?searchresult=1