역분화 줄기세포 유도 및 분화 단계별 유전자 발현 프로파일링을 위한 single-cell ATAC-seq 및 scRNA-seq 통합 분석

역분화 줄기세포(iPSC)를 목표로 한 유도 및 분화 과정을 정량적으로 추적하기 위해, single-cell ATAC-seq와 scRNA-seq 데이터를 융합하여 세포의 epigenetic landscape 변화를 심층 분석하는 방법론이다.

분석 프레임워크

• 두 데이터셋을 통합하는 주요 단계로는 공통 참조 좌표계를 확립하고, cell state transition 경로를 재구성하기 위해 잠재 공간 모델링(예: UMAP, t-SNE)을 적용한다.
• ATAC-seq 데이터는 열린 chromatin accessibility 영역을 제공하며, 이는 해당 시점의 전사 가능성을 반영한다. 이를 scRNA-seq의 gene expression 데이터와 결합하여, 어떤 전사 인자가 특정 분화 경로를 조절하는지 확인한다.

이 통합 분석은 iPSC가 다양한 중간체 세포를 거쳐 원하는 최종 세포 유형으로 전환되는 순간의 분자적 스냅샷을 제공하며, directed differentiation 프로토콜의 최적화를 지원한다. 이 기법은 transcription factor의 시간적 역할을 규명하는 데 필수적이다.