近日，上海海洋大学胡鹏教授与宾夕法尼亚大学遗传系的Hao Wu团队在《自然-生物技术》杂志（影响因子：68.164）上以长文（Article）形式发表题为《单细胞胞嘧啶甲基化和羟甲基化修饰联合分析技术揭示其特异的基因调控作用》的研究论文(doi: 10.1038/s41587-023-01909-2)。胡鹏教授为论文的并列第一作者，通讯作者宾夕法尼亚大学Hao Wu副教授为胡鹏教授博士后期间合作导师，上海海洋大学为合作单位。《自然-生物技术》是备受瞩目的Nature期刊系列中的重要成员，专注于发布前沿生物技术方面的突破性研究。
DNA胞嘧啶甲基化（5mC）是一种重要的表观遗传修饰，参与调控细胞特异的基因表达和维持基因组稳定性等关键过程。TET家族蛋白能将DNA胞嘧啶甲基化氧化为胞嘧啶羟甲基化修饰（5hmC），进而实现去甲基化，从而动态地调整基因组的胞嘧啶修饰。然而，传统的亚硫酸盐测序技术难以准确区分5mC和5hmC修饰，限制了在单细胞水平上对这两种DNA修饰进行定量检测的能力。
为了克服这一挑战，研究人员开发了一种名为Joint-snhmC-seq（Joint single-nucleus (hydroxy)methylcytosine sequencing）的单细胞测序技术，能够同时检测DNA 5hmC和5mC修饰。借助这项技术，研究团队分析了大脑皮层中不同细胞类型的5mC和5hmC修饰位点，并深入研究了这两种修饰在不同基因位点上独特的调控机制。研究发现，长基因往往保持较高水平的5mC修饰，但这并不影响其转录水平。
这一技术为研究单细胞水平上的胞嘧啶羟甲基化5hmC修饰和真正的胞嘧啶甲基化5mC修饰提供了平台，有望加深对这些修饰在复杂组织中生物学功能的理解。这项合作成果不仅在生物技术领域具有重要意义，也为研究水产动物甲基化和去甲基化修饰提供了前沿的技术手段。
文章链接：https://www.nature.com/articles/s41587-023-01909-2
（供稿：水产与生命学院）