核小體是真核細胞染色質的基本結構單位,由DNA和組蛋白構成。每個核小體由146bp的DNA纏繞在八聚體的組蛋白上形成,兩個核小體之間通過一段連接DNA相連,DNA與組蛋白的結合可以發生動態變化?;蜷_啟表達需要纏繞在組蛋白上的DNA解離下來,以供轉錄因子等調控蛋白結合。因此,獲得處于開放狀態的DNA序列可以用于研究基因表達的調控機制,是表觀遺傳學研究的熱點,而ATAC-seq則是用于這類研究的最佳利器。該技術由美國斯坦福大學的研究人員開發,2013年首次發表在Nature Methods(Buenrostro et al., 2013)。ATAC-seq(Assay for Transposase-Accessible Chromatin with high throughput sequencing)是使用高通量測序對Tn5轉座酶易接近性染色質區域進行測序分析的一種表觀遺傳學研究技術。
該技術有兩大特點:(1)轉座酶只對開放染色質區域進行切割;(2)轉座酶可以同時對切割下來的DNA片段的兩端添加測序接頭。
因此,回收切割下來的DNA片段經PCR擴增后可以直接上機測序,獲得在特定時空下全基因組的活性調控序列。后續對這些序列進行分析,挖掘這些開放位點的潛在結合轉錄因子,結合基因表達水平數據,發現關鍵的轉錄因子。
相較于DNase-seq,ATAC-seq的樣本處理時間更短,且僅需500-50,000細胞,而后有研究團隊通過優化裂解緩沖液和DNA純化步驟,將細胞量進一步降低到兩位數的水平(miniATAC-seq)。
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技術路線
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