表觀遺傳是指DNA序列沒有變化,而基因表達水平、三維空間構象、染色質開放狀態及甲基化等表觀遺傳修飾發生可逆可遺傳改變的現象,常參與到動植物的生長發育、疾病抗性、繁殖進化等生理活動和過程,以及微生物的命運和多種脅迫條件下的應激反應等。針對這些信息,常用的檢測技術有Hi-C、ATAC-seq、CUT&Tag、WGBS等,通過多組學技術的結合,可深度解析表觀遺傳信息、基因活性和細胞功能狀態之間的復雜關系,有效幫助人們更好地理解不同的生理表型。
Hi-C(High-throughput chromosome conformation capture)是一種可用于研究基因組三維結構的創新技術。自2009年美國Job Dekker 研究組開發出了Hi-C技術,現已廣泛應用于細菌、酵母、擬南芥、棉花、水稻、玉米、小鼠及人類等多種動植物和微生物的基因組研究中。
ATAC-seq(Assay for Transposase-Accessible Chromatin using sequencing)是一種利用高活性突變型Tn5轉座酶,可以檢測染色質可及性的分子生物學手段。
CUT&Tag(Cleavage Under Targets and Tagmentation)是一種運用連接有刀豆蛋白的磁珠結合細胞膜或細胞核,通過抗體將Protein A-Tn5轉座酶融合蛋白帶到目標蛋白附近進行染色質切割,并釋放到細胞外獲得DNA-蛋白質互作的有效技術手段。
表觀多組學技術