Single-cell multiomic methods for studying genome structure and function

研究基因组结构和功能的单细胞多组学方法

基本信息

  • 批准号:
    10884769
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 40万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2023
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2023-08-09 至 2024-07-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

PROJECT SUMMARY The three-dimensional (3D) genome organization in the nucleus is pivotal to various genome functions such transcription and DNA replication. Recent development in both genomic and imaging-based technologies has drastically advanced our understanding of the multiscale 3D genome structures and their variability in single cells. However, although methods can separately map transcriptome (e.g., single-cell RNA-seq) or 3D genome (e.g., single-cell Hi-C), no technology exists to map both 3D genome and transcriptome in the same cells, significantly limiting the investigation of the relationship between genome structure and function at the single-cell level. For example, without such a co-assayed method, it remains infeasible to study how 3D genome architecture functionally informs spatiotemporal transcriptional rewiring in single cells in developmental processes. To fill this major gap in the field of single-cell epigenomics, this project will develop new technologies for quantitatively comparing 3D genome and gene expression in the same single cells. We will develop CARE- seq, a novel single-cell multiomic solution, coupled by our state-of-the-art computational tools, to unveil the connections between 3D genome organization and gene expression as well as their spatial and temporal variations. (1) We will develop the first co-assayed method to jointly measure whole-genome chromatin interactions and gene expression in the same single cells from complex tissues in a massively parallel manner. (2) We will develop a new method to concurrently profile single-cell transcriptome and specific promoter- enhancer loops in thousands of individual cells. (3) We will further combine spatial biology with our single-cell method to develop a spatially resolved approach for deciphering in situ dynamics of both 3D genome and gene expression in single-cell resolution for tissues. Collectively, the new technologies developed in this project will provide unprecedented new opportunities to systematically understand the interplay between 3D genome structure and transcriptional regulation for a wide range of biological contexts.
项目摘要 核中的三维(3D)基因组组织与各种基因组功能至关重要 转录和DNA复制。基于基因组和基于成像的技术的最新发展具有 我们对多尺度3D基因组结构的理解及其单一的变异性急剧提高了我们的理解 细胞。但是,尽管方法可以单独映射转录组(例如单细胞RNA-SEQ)或3D基因组 (例如,单细胞HI-C),在同一细胞中绘制3D基因组和转录组的技术不存在 显着限制了单细胞基因组结构与功能之间关系的研究 等级。例如,没有这样的共同方法,研究3D基因组如何仍然是不可行的 架构在功能上为发育中的单个细胞中的时空转录重新布线提供信息 过程。为了填补单细胞表观基因组学领域的这一主要空白,该项目将开发新技术 用于定量比较同一单个细胞中的3D基因组和基因表达。我们将发展关怀 - SEQ是一种新型的单细胞多组分解决方案,与我们最先进的计算工具相结合,以揭露 3D基因组组织与基因表达以及它们的空间和时间之间的联系 变化。 (1)我们将开发第一种共同测定的方法来共同测量全基因组染色质 相互作用和基因表达以大量平行的方式来自复杂组织的同一单个细胞。 (2)我们将开发一种新方法,以同时介绍单细胞转录组和特定启动子 - 增强子循环在数千个单个单元中。 (3)我们将进一步将空间生物学与单细胞结合 开发一种空间解决方法来解密3D基因组和基因的原位动力学的方法 在组织单细胞分辨率中的表达。总的来说,该项目开发的新技术将 提供前所未有的新机会,以系统地了解3D基因组之间的相互作用 各种生物环境的结构和转录调节。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Zhijun Duan其他文献

Zhijun Duan的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Zhijun Duan', 18)}}的其他基金

Computational methods for studying single-cell 3D genome
研究单细胞 3D 基因组的计算方法
  • 批准号:
    10570830
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
Computational methods for studying single-cell 3D genome
研究单细胞 3D 基因组的计算方法
  • 批准号:
    10392079
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
Impact of Methamphetamine Use on the HIV Nucleome in Individuals on Antiretroviral Therapy
使用甲基苯丙胺对接受抗逆转录病毒治疗的个体 HIV 核组的影响
  • 批准号:
    9764331
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:

相似国自然基金

“共享建筑学”的时空要素及表达体系研究
  • 批准号:
    51978468
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    63.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
建筑学科发展战略研究报告(2021-2025)
  • 批准号:
    51942802
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    15 万元
  • 项目类别:
    专项基金项目
基于城市空间日常效率的普通建筑更新设计策略研究
  • 批准号:
    51778419
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    61.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
岭南建筑学派现实主义设计理论及其发展研究
  • 批准号:
    51378212
  • 批准年份:
    2013
  • 资助金额:
    80.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
宜居环境的整体建筑学研究
  • 批准号:
    51278108
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    68.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

CAREER: Efficient Algorithms for Modern Computer Architecture
职业:现代计算机架构的高效算法
  • 批准号:
    2339310
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Hardware-aware Network Architecture Search under ML Training workloads
ML 训练工作负载下的硬件感知网络架构搜索
  • 批准号:
    2904511
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Studentship
CAREER: Creating Tough, Sustainable Materials Using Fracture Size-Effects and Architecture
职业:利用断裂尺寸效应和架构创造坚韧、可持续的材料
  • 批准号:
    2339197
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Travel: Student Travel Support for the 51st International Symposium on Computer Architecture (ISCA)
旅行:第 51 届计算机体系结构国际研讨会 (ISCA) 的学生旅行支持
  • 批准号:
    2409279
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Understanding Architecture Hierarchy of Polymer Networks to Control Mechanical Responses
了解聚合物网络的架构层次结构以控制机械响应
  • 批准号:
    2419386
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了