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ATAC-seq:請叫我“溫柔一刀”

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ATAC-seq:請叫我“溫柔一刀”

發布日期:2019-09-25 作者: 點擊:

ATAC-seq火熱實驗中

ATAC-seq(Assay for Transposase-Accessible Chromatin with high throughput sequencing)是研究染色質可接近性的一種表觀技術,用於鑒定染色質中未被組蛋白組成的核小體纏繞保護的開放區域。這項技術自2013年被美國Stanford大學的William Greenleaf等人提出並粉墨登場後,迅速在表觀技術中占有一席之地,每年以ATAC-seq為主要技術的文章發表數量逐年遞增並呈指數增長,並且漸漸替代MNase-seq、FAIRE-seq及DNAse-seq在表觀舞台上的角色,為大多數表觀專家所喜愛。

ATAC-seq技術主要是利用Tn5這個可愛的轉座酶對染色質開放區域進行“溫柔”的切割,然後將切割後的片段進行建庫測序及後續分析,得到染色質開放區域的調控因子,方便後續的進一步研究(附上一張ATAC-seq經典示意圖)。

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為了進一步了解ATAC-seq,成版人app网站直播先來簡單介紹下什麽叫染色質開放區域。向日葵视频APP下载ioses都知道,真核生物的染色質是被一係列的核小體組蛋白八聚體緊緊纏繞。大多數時候基因組中的染色質都是處於緊緊盤繞的狀態,但是在基因調控過程中,一些區域的染色質調控重塑後會呈現出鬆散的狀態,這部分無核小體的裸露DNA區域被稱為染色質開放區域或染色質可接近區域。染色質的開放區域能被大量的具有調控功能的順反元件結合,這些順反元件結合到染色質開放區域後,能招募其他蛋白使得基因開始轉錄。

染色質的開放區域並不是靜止不動的,在其動態變化過程中,捕獲這些染色質開發區域,能幫助成版人app网站直播弄清楚核小體在基因調控中的位置動態變化、發掘基因組調控元件並盡可能的揭示基因的表達調控機製。

說了這麽多,成版人app网站下载來進入正題好好了解下ATAC-seq中的Tn5轉座酶,正是因為Tn5轉座酶的特性及其特性利用,才讓向日葵视频APP下载ioses有了ATAC這項技術。

Tn5最早是在大腸杆菌中發現的,其包含三個抗生素的核心序列和兩條倒置額IS50序列。IS50R和IS50L高度同源,隻是IS50L上存在突變。IS50具有19bp的倒置末端(外末端OE和內末端IE),兩倒置末端有7bp的不同,此倒置末端是轉座酶的作用位點(見下圖fig.1)。

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Tn5轉座過程需要轉座子的末端序列、靶DNA、Tnp和Mg2+。Tnp結合到Tn5的OE末端後,會形成兩個Tnp-OE複合體,隨後這兩個複合體通過Tnp的C末端相互作用形成Tn5轉座複合體,此時Tnp產生切割DNA的活性。到此,Tn5這把刀徹底成型。當Tn5轉座複合體結合到靶DNA上時,Tn5轉座複合體識別並攻擊靶序列,將轉座子插入到靶序列中(見下圖Fig.2)。

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Tn5轉座複合物包含兩段包埋序列,在成版人app网站下载實驗過程中,,在Tn5轉座複合物識別染色質開放區域後給染色質開放區域的“溫柔一刀”,會形成9bp的gap,需要在進行PCR擴增前,利用PCR聚合酶的特性先72℃延伸來將gap補起來,然後正常建庫就行。

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ATAC-seq有非常好的技術優勢,如起始量低,實驗周期短,一次性獲得染色質開放區域,但是它也有一點缺點,就是Tn5的切割作用並不能做到小李飛刀刀無虛發,它的溫柔一刀跳躍至染色質上的包埋序列若兩端是一致的,則在建庫時會被損失掉。

盡管ATAC-seq登上表觀舞台曆史不長,但其在表觀長河中表現十分優秀,下圖為MNase-seq、FAIRE-seq及DNAse-seq和ATAC-seq的技術比較,可以明顯發現ATAC-seq的優勢以及其取代其他相關技術的必然。

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Tn5轉座酶在ATAC-seq的發展道路上的不俗表現,使得表觀科學家們對它關注度頗高,最近較為火熱的CUT&Tag也是借了Tn5轉座酶這把刀,迅速登上表觀舞台,相信不久的將來也會在表觀舞台上引起一陣 “腥風血雨”。

武漢成年短视频破解APP生物技術有限公司專注表觀技術,為廣大表觀專家提供優質的表觀技術服務。ATAC-seq技術向日葵视频未成年禁止观看已成功實驗了各種樣本包括新鮮細胞、組織及各種植物新鮮和凍存樣本如水稻、擬南芥、番木瓜、香蕉等以及一些微生物樣本如疫黴菌、稻曲菌等。

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疫黴菌的ATAC-seq結果展示

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水稻樣本的ATAC-seq結果展示

值得注意的是,ATAC-seq中,樣本的保存條件對實驗結果很重要,新鮮樣本和凍存樣本以及凍存時間較久或反複凍融樣本實驗結果差異較大,下麵以擬南芥為例來展示武漢向日葵视频APP下载ioses測試的數據:

1、文章中擬南芥的結果

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文庫分布可以明顯看到核小體分布情況,Reads在TSS上遊明顯富集

來源:Ou, J., Liu, H., Yu, J., et al. (2018). ATACseqQC: a Bioconductor package for post-alignment quality assessment of ATAC-seq data. BMC Genomics, 19(1), 169. doi: 10.1186/s12864-018-4559-3

2、武漢成年短视频破解APP測試數據

2.1 擬南芥新鮮原生質體

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 原生質體可以明顯看到核小體分布,Reads分布在TSS上遊顯著增加

2.2 擬南芥凍存樣本(3天)

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短時期凍存樣品依然可以看到核小體分布,Reads在TSS-TES的分布也滿足要求

2.3 擬南芥凍存樣本(>6 month)

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凍存時間較長的樣本看不到明顯的核小體分布並且reads無TSS上遊明顯起峰趨勢

3、peak數據及IGV視圖結果

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peak數據表明原生質體、新鮮樣品及短期凍存樣本的peak數較多(40K-50K),符合Encode中指出的幾萬個Peak,長時間凍存樣品則結果較差,peak數約3K。

對於不同條件保存的樣本,原生質體、新鮮樣品、新鮮凍存樣品結果重複性較好,且實驗結果顯示原生質體>新鮮樣品>新鮮凍存樣品。

要做此項目的小夥伴,要注意哈,長期凍存樣本就不太適宜做此實驗了!

成版人app网站下载潛心科研服務,專注更專業。ATAC-seq還有很長的路走,對於特殊組織及微生物樣本愛基也已升級優化,歡迎選擇愛基讓科研更容易。



本文網址:http://www.chinayuwo.com/news/480.html

關鍵詞:ATAC-seq,Tn5,染色質可接近性

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