ChIP-seq of plasma cell-free nucleosomes identifies gene expression programs of the cells of origin

染色质 生物 组蛋白 染色质免疫沉淀 人类基因组 等离子体电池 DNA 核小体 细胞 癌症研究 基因表达 细胞生物学 基因 基因组 骨髓 遗传学 免疫学 发起人
作者
Ronen Sadeh,Israa Sharkia,Gavriel Fialkoff,Ayelet Rahat,Jenia Gutin,Alon Chappleboim,Mor Nitzan,Ilana Fox-Fisher,Daniel Neiman,Guy Meler,Zahala Kamari,Dayana Yaish,Tamar Peretz,Ayala Hubert,Jonathan Cohen,Azzam Salah,Mark Temper,Albert Grinshpun,Myriam Maoz,Samir Abu‐Gazala
出处
期刊:Nature Biotechnology [Springer Nature]
卷期号:39 (5): 586-598 被引量:131
标识
DOI:10.1038/s41587-020-00775-6
摘要

Cell-free DNA (cfDNA) in human plasma provides access to molecular information about the pathological processes in the organs or tumors from which it originates. These DNA fragments are derived from fragmented chromatin in dying cells and retain some of the cell-of-origin histone modifications. In this study, we applied chromatin immunoprecipitation of cell-free nucleosomes carrying active chromatin modifications followed by sequencing (cfChIP-seq) to 268 human samples. In healthy donors, we identified bone marrow megakaryocytes, but not erythroblasts, as major contributors to the cfDNA pool. In patients with a range of liver diseases, we showed that we can identify pathology-related changes in hepatocyte transcriptional programs. In patients with metastatic colorectal carcinoma, we detected clinically relevant and patient-specific information, including transcriptionally active human epidermal growth factor receptor 2 (HER2) amplifications. Altogether, cfChIP-seq, using low sequencing depth, provides systemic and genome-wide information and can inform diagnosis and facilitate interrogation of physiological and pathological processes using blood samples.
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