Single-cell lineage analysis reveals extensive multimodal transcriptional control during directed beta-cell differentiation

细胞谱系 生物 计算生物学 细胞分化 BETA(编程语言) 谱系(遗传) 细胞生物学 遗传学 细胞 进化生物学 基因 计算机科学 程序设计语言
作者
Chen Wen-g,Jiajia Xi,Haiyan Li,Jian Cui,Anniya Gu,Sisi Lai,Konstantin Leskov,Luxin Ke,Fulai Jin,Yan Li
出处
期刊:Nature metabolism [Nature Portfolio]
卷期号:2 (12): 1443-1458 被引量:64
标识
DOI:10.1038/s42255-020-00314-2
摘要

The in vitro differentiation of insulin-producing beta-like cells can model aspects of human pancreatic development. Here, we generate 95,308 single-cell transcriptomes and reconstruct a lineage tree of the entire differentiation process from human embryonic stem cells to beta-like cells to study temporally regulated genes during differentiation. We identify so-called ‘switch genes’ at the branch point of endocrine/non-endocrine cell fate choice, revealing insights into the mechanisms of differentiation-promoting reagents, such as NOTCH and ROCKII inhibitors, and providing improved differentiation protocols. Over 20% of all detectable genes are activated multiple times during differentiation, even though their enhancer activation is usually unimodal, indicating extensive gene reuse driven by different enhancers. We also identify a stage-specific enhancer at the TCF7L2 locus for diabetes, uncovered by genome-wide association studies, that drives a transient wave of gene expression in pancreatic progenitors. Finally, we develop a web app to visualize gene expression on the lineage tree, providing a comprehensive single-cell data resource for researchers studying islet biology and diabetes. By using single-cell transcriptomics, Weng et al. reveal complex temporal gene control during pancreatic beta-cell differentiation from human embryonic stem cells, allowing for the construction of a unique lineage tree and optimization of differentiation protocols.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
反暗完成签到,获得积分10
刚刚
情怀应助可乐鸡翅0088采纳,获得10
4秒前
妮妮发布了新的文献求助10
4秒前
zjw完成签到,获得积分10
6秒前
柔弱语山完成签到,获得积分10
7秒前
美好时光完成签到 ,获得积分10
7秒前
乐乐应助xxt采纳,获得10
8秒前
大模型应助jack采纳,获得10
10秒前
jsh完成签到,获得积分10
10秒前
香蕉觅云应助马前人采纳,获得10
11秒前
张楚岚完成签到,获得积分10
12秒前
务实的冬瓜完成签到 ,获得积分10
12秒前
Conccuc完成签到,获得积分10
15秒前
Shann应助以后还会采纳,获得10
15秒前
15秒前
15秒前
123完成签到 ,获得积分10
16秒前
顾瞻发布了新的文献求助30
19秒前
Mine完成签到,获得积分10
20秒前
小苍小苍完成签到,获得积分10
22秒前
小懒完成签到,获得积分10
22秒前
大佐完成签到,获得积分10
26秒前
yww完成签到,获得积分20
26秒前
Ava应助李亚宁采纳,获得10
26秒前
water完成签到,获得积分10
27秒前
28秒前
Xoosi完成签到,获得积分10
29秒前
29秒前
30秒前
酒酿是也完成签到 ,获得积分10
32秒前
小徐801完成签到,获得积分10
32秒前
林先生完成签到,获得积分10
32秒前
梨子应助Guoyut采纳,获得10
33秒前
33秒前
欸哟喂完成签到,获得积分10
33秒前
AU魏完成签到 ,获得积分10
34秒前
34秒前
qqqq发布了新的文献求助10
35秒前
35秒前
zengwei发布了新的文献求助10
35秒前
高分求助中
液晶指向矢仿真分析数据集 8888
Invited Discussant 63O and 64O 1000
Ideology and Meaning-Making under the Putin Regime 750
Petrology and Plate Tectonics 500
Writing Systems 500
A Handbook of User Experience Research & Design in Libraries 400
Understanding Modeling and Simulation of Polymerization Reactions 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 计算机科学 化学工程 生物化学 物理 内科学 复合材料 催化作用 光电子学 物理化学 电极 细胞生物学 基因 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6882047
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8581405
关于积分的说明 18231519
捐赠科研通 6266713
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3055590
关于科研通互助平台的介绍 2066794
邀请新用户注册赠送积分活动 2033268