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整合单细胞转录组学与表观基因组学数据，为研究基因调控机制提供了一个稳健的框架。现有分析通常将这些模态视为可进行静态转换的同步特征；然而，支撑细胞动力学的时间延迟是动态生物系统所固有的。为了解决这一局限性，我们提出利用调控层级中的“分子异步性”来确定单个细胞的热力学性质。在此，我们提出了 SeqTag，这是一种单细胞多组学测序方法，能够同时描绘转录组、染色质可及性和组蛋白修饰，并结合一个分析框架，用于识别调控层之间的异步状态，以表征单细胞动力学。 通过测量成年小鼠少突胶质发生过程中的表观遗传预激活潜能和重塑速率，我们描绘了一个双价性消解的序贯程序，揭示了成熟细胞在穿越 Waddington 景观时所遵循的轨迹。该过程随年龄增长而日益解偶联，这一变化与祖细胞命运概率的漂移相关。通过识别驱动熵变化的调控元件，我们刻画了多种细胞类型中与衰老相关的细胞身份衰退，并提出了一个动态模型，将静态遗传变异与迟发性疾病风险联系起来。总之，我们的整合方法建立了一个统一框架，以利用多模态单细胞基因组学对复杂细胞过程的动力学进行建模。
整合单细胞转录组学与表观基因组学数据，为研究基因调控机制提供了一个稳健的框架。现有分析通常将这些模态视为可进行静态转换的同步特征；然而，支撑细胞动力学的时间延迟是动态生物系统所固有的。为了解决这一局限性，我们提出利用调控层级中的“分子异步性”来确定单个细胞的热力学性质。在此，我们提出 SeqTag，这是一种单细胞多组学测序方法，可同时描绘转录组、染色质可及性和组蛋白修饰，并辅以一个分析框架，用于识别调控层之间的异步状态，从而表征单细胞动力学。通过测量成年小鼠少突胶质发生过程中的表观遗传预激活潜能和重塑速率，我们 delineated 了随着成熟细胞穿越 Waddington 景观而发生的双价性解析的序贯程序。该过程会随年龄增长而日益解耦，这一变化与祖细胞命运概率的漂移相关。通过识别熵驱动的调控元件，我们刻画了多种细胞类型中与衰老相关的细胞身份衰退，并提出了一个将静态遗传变异与迟发性疾病风险联系起来的动态模型。总之，我们的整合方法建立了一个统一框架，用于利用多模态单细胞基因组学对复杂细胞过程的动力学进行建模。
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.02.729594v1?rss=1
🏷️ 单细胞多组学 转录组学 表观基因组学 分子异步性 少突胶质发生 衰老动力学