2019-11-19
表观遗传学主要指基于非基因序列改变而导致基因表达水平变化，如DNA甲基化和染色质构象变化等，是研究在基因核苷酸序列不发生改变的情况下，基因表达的可遗传的变化的一门遗传学分支学科，基于二代测序技术（NGS）的兴起，衍生出多种表观遗传研究方法，例如：全基因组甲基化（WGBS），染色质免疫共沉淀测序（ChIP-Seq），染色体构象捕获测序（Hi-C）等等。今天我们要给大家介绍的是ATAC-seq研究。
ATAC-seq：Assayfor Transposase-Accessible Chromatin with high throughput sequencing，指的是通过Tn5转座酶对某种特定时空下开放的核染色质区域进行切割，获得在该时空下基因组中所有活跃转录的调控序列。
Question 1：为什么要研究开放染色质？
Answer 1：
以人的基因组为例，每个组蛋白八聚体上缠绕有146个碱基对的DNA。连接核小体与核小体之间的DNA序列称为连接序列。活细胞中染色质的结构总是处在动态变化中，在不同类型的细胞中，或在不同的生理条件和外界刺激下，细胞核中染色中呈现不同的结构和状态。这些结构和动态变化的状态表现形式之一就是染色质可及性的变化，也叫做开放染色质区域的变化。
1.转录因子可以识别DNA上的motif从而结合在DNA上，而Motif想要被识别，一定得在开放染色质区域上。
2.开放染色质可以与转录因子（TFs），CCCTC-结合因子，启动子，转录阻抑物等基因组调控元件结合，从而反映染色质转录活跃程度。
3.开放染色质的研究结合DNA修饰信息（比如甲基化等），揭示在特定条件下大量的基因表达调控信息，从转录上游位置理解转录调控网络。
Question 2：如何研究开放染色质？
Answer 2：
实验流程图
Question 3：研究开放染色质是否适合我？
Answer 3：
p 找调控某一生物学过程的关键转录因子？
p 找哪个转录因子调控了我感兴趣的基因？
p 找我感兴趣的转录因子调控的靶基因？
样本来源：新鲜细胞，冻存细胞，冰冻组织，各类植物组织，真菌
Question 4： 开放染色质测序（ATAC-Seq）分析能得到哪些结果？
Answer 4：
分析流程图
ATAC-Seq测序数据分析示例图
ATAC-seq揭示不同样本间的染色质开放性差异示例
核小体定位分析示例
转录因子结合位点分析示例
Question 5：开放染色质研究应用领域？
Answer 5：
1. 染色体开放性图谱绘制（所有物种使用）
2.作物表观修饰差异研究（例如水稻、玉米、小麦等）
3. 胚胎发育表观遗传修饰（胚胎学发育研究）
4. 肿瘤发生表观机制研究（肿瘤标记及病理研究）
5. 疾病潜在标志物的预测（病例及生物标记）
p6.肿瘤异质性或分型研究（肿瘤分型与微环境研究）
上述为大家简单介绍了ATAC-seq相关研究方法，有关ATAC-seq在各个研究领域的应用和文章写作思路等知识，大家可以关注派森诺公众号，精彩内容后期持续奉上。
