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    表觀遺傳學研究
    ATAC測序
    日期:2019年07月15日    來源:云序生物


    ATAC測序------染色質開放性測序技術

    技術簡介

    ATAC測序的全稱是Assay for Transposase Accessible Chromatin using sequencing,運用測序手段研究轉座酶可接近的染色質的一種技術。該技術通過轉座酶對某種特定時空下開放的核染色質區域進行切割,進而獲得在該特定時空下基因組中活躍轉錄的調控序列。這項技術僅需少量細胞便可獲得實時全基因組活性調控序列信息,應用于轉錄因子結合分析、核小體定位、活性調控元件分布等研究,在表觀遺傳機制研究領域有廣闊的應用前景。

    云序生物對染色質開放區域進行研究的技術是利用ATAC測序技術,其原理為:利用DNA轉座酶可以攜帶DNA去識別染色質開放區域。人為地將攜帶已知DNA序列標簽的轉座復合物(即帶著測序標簽的轉座酶),加入到細胞核中,再利用已知序列的標簽進行建庫后測序,從而識別染色質的開放區域。

    云序優勢

    實驗快速:

    實驗流程精簡,耗時短。

    樣品微量:

    細胞量少,適用于臨床樣本。

    結果準確:

    重復性好,與同類技術及同類測序平臺一致性高。

    信息全 面:

    獲取信息量大(全基因組調控活性圖譜、全轉錄因子結合圖譜)。

    一站式服務:

    客戶只需提供細胞、組織、體液等樣品,云序生物為您完成從樣品準備、文庫制備、上機測序到數據分析的整套服務流程。

    專業化的生物信息學分析:

    云序生物具有強大的生物信息學團隊,能夠滿足客戶的各類深入數據分析要求。

    樣品類型及樣品量

    動物組織(包括真 菌)、植物組織(包括藻類)、凍存的細胞樣品(基本覆蓋全部物種),其它類型樣品請詳詢。

    a) 細胞:>1×106

    b) 動物組織:>50 mg

    c) 植物組織:>500 mg

    其它類型樣品用量請詳詢。

    樣本要求

    1. 生物學重復

    取樣過程中,為了減少人為造成的樣品間差異,可以采取如下措施:取樣時間、部位、處理條件、性別、年齡、操作過程等方面盡可能保持一致,否則會影響實驗結果的可重復性和可信度。

    2. 樣品的保存

    用于二代測序、三代測序的組織,取樣后,在簡單處理并標記后,-80℃冰箱保存,以避免實驗操作前樣品降解的可能性。

    數據分析(下列有※表示個性化分析)

    1、富集峰(peak)識別
    利用流行的MACS軟件進行峰識別,默認P < 10-5識別基因組上的ATAC富集峰。

    富集峰(peak)識別

    2. 富集峰(peak)長度分布

    根據ATAC-seq識別開放區域的DNA片段長度,對富集峰的Count數進行統計。

    富集峰(peak)長度分布


    3. 富集峰(peak)區域的在基因組中的分布
    根據注釋信息,繪制富集峰在不同基因組特征上的比例圖。

    富集峰(peak)區域的在基因組中的分布

    4. 樣本間差異peak識別

    云序生物使用diffReps包進行樣本間差異peak的識別。默認篩選標準為FDR<=0.05,具體以報告為準。

    樣本間差異peak識別

    5. 樣品間差異peak相關基因的GO和KEGG富集分析

    對差異peak相關基因進行功能分類,并發現明顯富集的功能條目。


    樣品間差異peak相關基因的GO和KEGG富集分析

    案例解析

    案例1. ATAC-Seq與RNA-Seq關聯分析

    期刊:The Plant Cell 影響因子:8.23

    原文:EGRINs (Environmental Gene Regulatory Influence Networks) in Rice That Function in the Response to Water Deficit, High Temperature, and Agricultural Environments

    本篇文章是利用ATAC-seq與RNA-seq聯合分析的經典案例。作者選擇5個不同的水稻品種,對它們分別進行熱處理和干旱處理以模擬高溫和缺水這2種脅迫環境。進一步通過對這種脅迫處理的5個水稻品種進行RNA-seq檢測RNA的表達差異和ATAC-seq檢測染色質開放區域差異。再聯合ATAC-seq數據和RNA-seq數據,以及轉錄因子的motif信息。構建植物應激的轉錄因子-靶基因的調控網絡圖,并尋找關鍵的轉錄因子-靶基因模塊,預測了關鍵轉錄因子活性。完成植物在應激情況下反應相關的轉錄因子的研究。

    ATAC-seq與RNA-seq聯合分析

    圖1. ATAC-seq與RNA-seq聯合分析


    案例2. ATAC-seq與ChIP-seq聯合分析

    原文:Nfib Promotes Metastasis through a Widespread Increase in Chromatin  Accessibility

    期刊:Cell  影響因子:31.398

    該文章是通過比較原發性和肝轉移性的小細胞肺ai細胞之間的差異,從而研究人小細胞肺ai促進ai癥擴散轉移的背景機制。首先利用ATAC-seq,發現NFI家族轉錄因子富集在具有差異的染色質開放位點中,預示著NFI家族轉錄因子在調控腫 瘤細胞轉移中扮演著重要角色。進一步進行ChIP-seq,通過2種測序結果聯合分析,發現在染色質高開放性位點區域伴隨著Nfib拷貝數量增多,且Nfib在侵襲性原發性腫 瘤和轉移性腫 瘤內高表達,Nfib表現出維持染色質及遠端調控區域開放和促進神經基因表達的功能,說明Nfib對促進ai細胞增殖和遷移具有重要的作用。

     ATAC-seq與ChIP-seq聯合分析

    圖2. ATAC-seq與ChIP-seq聯合分析


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