近日，奧地利科學(xué)院分子醫(yī)學(xué)研究中心（CeMM）的研究人員Christoph Bock在基因組生物學(xué)會議上發(fā)言稱,，新的基因組工具組合可以幫助研究人員梳理疾病的因果關(guān)系,。

他認為，單細胞RNA-seq和ATAC-seq等方法可以幫助人們深入了解疾病發(fā)展過程中發(fā)生的情況,，但它們無法建立因果關(guān)系,。Bock指出，目前有四種方法可建立因果關(guān)系,。

種方法是生化方法,，但他認為這是一種保守的方法。第二種方法依賴孟德爾隨機化（Mendelian randomization）,，但這種方法需要大量的數(shù)據(jù),，而Bock認為有時很難獲得。

Bock本人傾向于使用第三種和第四種方法,，也就是分別利用時間序列分析和擾動方法來研究因果關(guān)系,。時間序列分析依賴格蘭杰因果檢驗（Granger causality）。這種方法很有用,，不過限于形式化證明,。他認為,，基于CRISPR的擾動和單細胞測序能夠大規(guī)模發(fā)現(xiàn)功能證據(jù)。

Bock及其同事就以慢性淋巴細胞白血?。–LL）為疾病模型開展了一項時間序列分析,。早前，他們對55名CLL患者的88個樣本開展了ATAC-seq分析,，并在《Nature Communications》上發(fā)表了結(jié)果,。全基因組染色質(zhì)開放性圖譜顯示了兩個疾病亞型的分離：IGHV未突變的uCLL和IGHV突變的mCLL。

之后,，他們在8個不同的時間點評估了7名CLL患者對ibrutinib（Bruton酪氨酸激酶抑制劑）的反應(yīng),。他們采用了ATAC-seq、單細胞RNA-seq以及細胞表型分析的組合,，重建了患者接受治療時體內(nèi)發(fā)生的事件順序,。

值得一提的是，研究人員發(fā)現(xiàn)多名患者出現(xiàn)了相同的調(diào)控機制,。其中，NF-κB的結(jié)合減少,，之后是PAX5和IRF4等轉(zhuǎn)錄因子的調(diào)控活性下降,。不過，他們表示不同患者的時間快慢有差異,。這項研究成果于上個月發(fā)表在預(yù)印本網(wǎng)站BioRxiv上,。

與此同時，Bock認為借助高通量的CRISPR基因編輯也能夠梳理因果關(guān)系,。他和同事將CRISPR-Cas9篩選與單細胞RNA-seq相結(jié)合,，開發(fā)出一種稱為CRISPR液滴測序（CROP-seq）的方法。

這種方法綜合了混合篩選（pooled screens）和芯片篩選（arrayed screens）的優(yōu)勢,。他指出,，CRISPR混合篩選特別適合明顯的表型，但不支持復(fù)雜的分子讀數(shù),。CRISPR芯片篩選支持這樣的讀數(shù),，但通量有限。

CROP-seq結(jié)合了四大關(guān)鍵要素：將向?qū)NA作為標(biāo)簽序列,，開展高通量的單細胞RNA-seq檢測,，通過計算方法分配單細胞轉(zhuǎn)錄組，以及通過生物信息學(xué)方法來分析和解釋向?qū)NA誘導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄圖譜,。他們隨后在T細胞受體上驗證了這種方法,。

在開發(fā)出這個工具之后，Bock表示他們一直在努力改進它,。他補充說,，CROP-seq可與任何單細胞RNA-seq方法或多組學(xué)分析結(jié)合使用,，并且可以擴展到全基因組范圍的分析，應(yīng)用于體外和體內(nèi)篩選,。目前已有200多個實驗室嘗試了這種方法,。（生物通 薄荷）