C Elegansの系統トレースとシングルセルRNA-seqは、生成されたエピジェネティックな表現型を分析して、生殖細胞から遺伝しています

過去数年間で、世代間のエピジェネティックな継承の例が増えており、その上には、基礎となるDNA配列の変更なしに表現型が3世代以上にわたって継承されています。世代間のエピジェネティックな継承を研究するのに特に役立つモデルシステムの1つは、C。elegansです。彼らの短い発電時間と雌雄同体の繁殖により、老化、肥沃度、行動など、複数の世代間の表現型を特定することができました。ただし、生成された生成上のエピジェネティックな遺伝性が胚形成にどのように影響するかはまだ明らかではありません。幸いなことに、C。elegans胚には、この質問に対処するのに理想的なユニークな特性があります。それらは不変の系統を介して発達し、各細胞はすべての個々の胚で同じ細胞運命を採用するためにステレオタイプの細胞分裂を受けます。この不変の細胞系統により、自動化された系統トレースと単一細胞RNA-seqを使用して、生成されたジェネラルなエピジェネティックな遺伝性が発達のタイミングと細胞の運命にどのように影響するかを判断できます。残念ながら、これらの手法での困難は、コミュニティでの採用を厳しく制限しています。ここでは、C。elegans胚における世代間のエピジェネティックな遺伝性の研究における使用を促進するために、単一細胞RNA-seqと組み合わせた自動化された系統の実用的なガイドを提供します。

The last several years have seen an increasing number of examples of transgenerational epigenetic inheritance, in which phenotypes are inherited for three or more generations without changes to the underlying DNA sequence. One model system that has been particularly useful for studying transgenerational epigenetic inheritance is C. elegans. Their short generation time and hermaphroditic reproduction have allowed multiple transgenerational phenotypes to be identified, including aging, fertility, and behavior. However, it is still not clear how transgenerational epigenetic inheritance from the germline affects embryogenesis. Fortunately, the C. elegans embryo has a unique property that makes it ideal for addressing this question: they develop via an invariant lineage, with each cell undergoing stereotypical cell divisions to adopt the same cell fate in every individual embryo. Because of this invariant cell lineage, automated lineage tracing and single-cell RNA-seq can be employed to determine how transgenerational epigenetic inheritance from the germline affects developmental timing and cell fate. Unfortunately, difficulties with these techniques have severely limited their adoption in the community. Here, we provide a practical guide to automated lineage tracing coupled with single-cell RNA-seq to facilitate their use in studying transgenerational epigenetic inheritance in C. elegans embryos.