《Nature Communications》：Sequencing DNA methylation and hydroxymethylation at co-occurring chromatin features
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本研究针对表观遗传修饰协同调控机制的解析难题，开发了6-base-CUT&Tag技术，首次实现对组蛋白修饰共现位点的5mC/5hmC同步测序。通过在mESCs中的实验，揭示了H3K4me1标记与DNA甲基化/羟甲基化的特异性耦合关系，为增强子功能状态鉴定提供了新范式。
在生命科学的微观宇宙中，染色质如同一个精密的信息控制中心，通过表观遗传修饰动态调控基因的表达模式。DNA甲基化（5mC）和羟甲基化（5hmC）作为关键的表观遗传标记，与组蛋白修饰共同构成复杂的调控网络。然而传统研究方法存在明显局限：亚硫酸盐测序等技术无法同步检测多种修饰，且难以定位特定染色质特征关联的DNA修饰状态。这种技术瓶颈导致科学家始终无法解答——不同表观遗传标记如何物理耦合？它们的组合如何精确指导基因组功能？
针对这一挑战，研究团队在《Nature Communications》发表论文，开发了创新性技术6-base-CUT&Tag（靶向切割标记技术）。该方法通过蛋白A-Tn5转座酶与特异性抗体的结合，实现了对目标染色质特征（如组蛋白修饰）关联DNA的6碱基分辨率测序。研究人员应用该技术于小鼠胚胎干细胞（mESCs），首次同步解析了共现组蛋白修饰位点的5mC/5hmC分布模式。
关键技术方法包括：6-base-CUT&Tag实验设计（整合5mC/5hmC抗体与组蛋白修饰抗体）、mESCs细胞模型培养、高通量测序与生物信息学分析（修饰共现模式识别、增强子功能注释等）。
H3K4me1标记与DNA修饰的特异性耦合
通过对比不同组蛋白修饰区域的5mC/5hmC分布，发现H3K4me1（组蛋白H3第4位赖氨酸单甲基化）标记的增强子区域存在独特的DNA修饰特征。这些特征在传统全基因组或亚硫酸盐测序中均被掩盖，证明靶向染色质特征分析的必要性。
增强子功能状态的特异性表征
研究进一步揭示H3K4me1关联的5mC/5hmC签名可区分不同功能状态的增强子。活跃增强子与潜伏增强子表现出显著的甲基化/羟甲基化比例差异，表明DNA修饰模式与增强子调控功能具有直接关联。
技术优势验证
与常规方法相比，6-base-CUT&Tag显著提高了修饰共现检测的灵敏度和特异性。在启动子、增强子等不同功能元件的分析中，均成功捕获到传统方法无法分辨的修饰协同模式。
本研究通过创新技术突破了多维度表观遗传分析的瓶颈，首次在单实验体系中实现染色质特征与DNA修饰的同步解析。发现H3K4me1与DNA甲基化/羟甲基化的特异性耦合关系，不仅揭示了增强子功能调控的新机制，更建立了多组学整合分析的新范式。6-base-CUT&Tag技术的普适性框架为研究其他表观遗传标记的协同作用开辟了道路，对发育生物学、疾病表观遗传学等领域具有深远影响。
