转座子对不同类型免疫细胞顺式调控元件图谱贡献的多组学分析

背景：转座子（TEs）是其核生物基因组中丰富的可移动DNA元件。虽然被认为是顺式调控元件（CREs）的关键贡献者，但其与各种免疫细胞特异性调控图谱的关联仍不清楚。本研究旨在描绘外周血中不同类型人类免疫细胞CREs与TE的关联，特别关注对先天免疫至关重要的单核细胞。结果：利用人外周血单个核细胞（PBMCs）的单细胞多组学数据，我们注释了不同免疫细胞类型的细胞特异性CREs（csCREs），包括B/T淋巴细胞、单核细胞、自然杀伤细胞和树突状细胞的亚群。共有63个TE家族在注释的csCREs中显著富集，包括属于内源逆转录病毒（ERVs）的32个灵长类特异家族。我们观察到不同免疫细胞类型的csCREs中TE富集图谱具有高度细胞特异性，其中单核细胞表现出最高程度的TE富集。聚焦于单核细胞，我们发现其表观遗传注释的增强子中超过30%来源于TE，并且这些增强子常被关键髓系调控因子如PU.1、ATF4和CEBP蛋白结合。敲低SPI1（编码PU.1的基因）损害了数百个免疫相关基因的表达，包括许多与TE衍生增强子相关的基因。跨物种比较进一步显示，人类和小鼠特异性单核细胞增强子中近一半是由TE插入创建的，且TE衍生增强子与跨物种的基因表达改变相关。通过荧光素酶报告基因实验，我们进一步验证了SDSL和TPK1邻近的ERV元件的增强子活性，这些基因在人类单核细胞中的表达高于小鼠。结论：在这里，我们表征了不同人类血液免疫细胞类型中TE衍生的CREs的高度细胞特异性图谱。综合分析进一步证明了TE在创建单核细胞增强子（包括人类或小鼠特异的增强子）中的频繁贡献，并表明TE可能参与介导物种特异的单核细胞基因表达。