ATAC-Seq
1 技術(shù)簡介
真核生物的染色質(zhì)通常情況下以核小體為單位進行致密的折疊，不表現(xiàn)出轉(zhuǎn)錄活性，同時部分開放的染色質(zhì)區(qū)域作為特異性反式作用因子（如轉(zhuǎn)錄因子，酶等）和順式作用元件（如Enhancer，Insulator等）與基因組DNA相互作用的活躍區(qū)域。這種由染色質(zhì)的開放程度定義的染色質(zhì)可接近性（Chromatin Accessibility）對細(xì)胞的基因的表達(dá)，DNA的復(fù)制和修復(fù)等生命活動產(chǎn)生重要的影響，并且時刻受到細(xì)胞的嚴(yán)格調(diào)控。因此檢測特定時空狀態(tài)下細(xì)胞染色質(zhì)的開放程度（從關(guān)閉狀態(tài)到半開放，從半開放到完全開放），是探索染色質(zhì)結(jié)構(gòu)重塑（Chromatin Remodeling）對生物的生長發(fā)育、疾病的發(fā)生發(fā)展影響的重要研究方向。
ATAC-seq（Assay for Transposase-Accessible Chromatin using sequencing）方法利用高靈敏度的轉(zhuǎn)座酶（Transposase，Tn5）在尋找染色質(zhì)上可接近位置的同時對染色質(zhì)DNA進行片段化和接頭連接，擴增后進行高通量測序。細(xì)胞需求量在50000個左右，更適合數(shù)量有限的臨床珍貴樣本，實驗操作上更方便快捷，是一種創(chuàng)新的單堿基分辨率的表觀遺傳學(xué)研究技術(shù)。目前該技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于揭示染色質(zhì)豐富的表觀調(diào)控信息、不同狀態(tài)下開放染色質(zhì)的變化，以及多種疾病中開放染色質(zhì)圖譜的繪制等，同樣適用于真核細(xì)胞重編程及單細(xì)胞染色質(zhì)開放性的研究，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域是重大疾病發(fā)病機制、藥物作用機制、新藥研發(fā)和生物標(biāo)志物等研究的重要利器。
2 項目流程圖
3 分析內(nèi)容
1) 數(shù)據(jù)基本處理與質(zhì)控
2) 文庫插入片段長度分布
3) 基因組測序深度累積分布
4) 各樣品基因promoter（up2K）區(qū)測序深度分布
5) Peak檢測
6) Peak長度分布
7) Peak深度分布
8) 樣本生物學(xué)重復(fù) IDR 分析
9) Peak在基因功能元件上的分布
10) Peak相關(guān)基因
11) Peak相關(guān)基因的GO功能顯著性富集分析
12) Peak相關(guān)基因的pathway富集分析
13) 樣本間差異peak檢測
14) 樣品間差異peak在基因功能元件的分布
15) 樣品間差異peak相關(guān)基因
16) 樣品間差異peak相關(guān)基因的GO和KEGG富集分析
4 結(jié)果展示（部分）
各時期關(guān)鍵調(diào)控元件及轉(zhuǎn)錄因子預(yù)測結(jié)果
全基因組調(diào)控活性圖譜
轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合預(yù)測模型
5 參考文獻(xiàn)
[1] Semenkovich N P, Planer J D, Ahern P P, et al. Impact of the gut microbiota on enhancer accessibility in gut intraepithelial lymphocytes[J]. Proc Natl Acad Sci U S A, 2016, 113(51):14805~14810.
[2] Buenrostro J D, Wu B, Chang H Y, et al. ATAC‐seq: a method for assaying chromatin accessibility genome‐wide[J]. Current protocols in molecular biology, 2015, 109(1): 21.29. 1-21.29. 9.
[3]Chen X, Shen Y, Draper W, et al. ATAC-see reveals the accessible genome by transposase-mediated imaging and sequencing[J]. Nature methods, 2016, 13(12): 1013