在真核生物中,染色质作为遗传物质DNA的载体,直接参与基因的表达调控。染色质的可及性是指染色质中的DNA能与转录因子等蛋白复合物结合的区域,对染色质可及性的测定可为获取开放区域的信息、核小体定位信息以及转录因子结合信息提供基...在真核生物中,染色质作为遗传物质DNA的载体,直接参与基因的表达调控。染色质的可及性是指染色质中的DNA能与转录因子等蛋白复合物结合的区域,对染色质可及性的测定可为获取开放区域的信息、核小体定位信息以及转录因子结合信息提供基础依据。随着高通量测序技术的进步以及测序成本的降低,研究者已开发多种研究染色质可及性的测序方法,该文介绍4种常见的染色质可及性测序方法,对其中的染色质转座酶可及性测序(assay for transposase-accessible chromatin with high-throughput sequencing,ATAC-seq)的原理和数据分析方法进行重点描述,讨论ATAC-seq的应用与发展趋势,为染色质可及性以及基因表达调控的研究提供参考。展开更多
染色质转座酶可及性测序(assay for transposase-accessible chromatin with high-throughput sequencing,ATAC-seq)诞生于2013年,具有比脱氧核糖核酸酶I超敏感位点测序(deoxyribonuclease I hypersensitive site sequencing, DNase-seq...染色质转座酶可及性测序(assay for transposase-accessible chromatin with high-throughput sequencing,ATAC-seq)诞生于2013年,具有比脱氧核糖核酸酶I超敏感位点测序(deoxyribonuclease I hypersensitive site sequencing, DNase-seq)和微球菌核酸酶敏感位点测序(micrococcal nuclease sequencing, MNase-seq)更快速、灵敏、简便的优点,是目前分析全基因组范围染色质开放区域的热点技术。通过该技术能获得染色质开放区域的相关信息,从而映射出转录因子等调控蛋白的结合区域和核小体定位等信息,对于研究表观遗传分子机制具有重要意义。本文比较了5种获取染色质开放区域技术的优缺点,重点介绍了ATAC-seq的原理和主要流程,描述了利用ATAC-seq技术研究染色质开放区域的发展概况以及ATAC-seq的相关应用,期望对真核生物全基因组水平的染色质开放区域研究、顺式调控元件鉴定以及遗传调控网络的解析等提供借鉴。展开更多
目的·研究Apc^(min/+)小鼠自发结肠肿瘤的空间表观遗传特征。方法·使用8月龄雄性Apc^(min/+)小鼠自发结肠肿瘤模型,搭建空间染色质可及性测序(assay for transposase-accessible chromatin with high-throughput sequencing,A...目的·研究Apc^(min/+)小鼠自发结肠肿瘤的空间表观遗传特征。方法·使用8月龄雄性Apc^(min/+)小鼠自发结肠肿瘤模型,搭建空间染色质可及性测序(assay for transposase-accessible chromatin with high-throughput sequencing,ATAC-seq)技术平台。摘取一颗小鼠结肠肿瘤,经冷冻包埋后,进行连续切片;一张组织切片使用苏木精-伊红染色观察其组织学特征,另一张相邻的组织切片进行空间ATAC-seq技术处理,得到带有空间位置信息的DNA文库后进行测序,得到该小鼠结肠肿瘤的空间染色质可及性数据。取同一只小鼠的另一颗肿瘤组织,经消化后得到细胞悬液,通过流式细胞术分选有活性的单细胞悬液,进行单细胞转录组测序,与空间染色质可及性数据联合分析此小鼠的结肠肿瘤微环境表观遗传学特征。结果·成功搭建稳定的空间ATAC-seq技术体系,并据此将小鼠的肿瘤分为恶性区域、非恶性区域以及恶性-非恶性边界区域;恶性区域富集到的转录因子包括NK2同源框转录因子5(NK2 homeobox 5,NKX2-5)、转录因子3(transcription factor 3,TCF3)等。在3个区域分别对转录因子进行富集,得到2种不同的表达趋势:一种为表达水平自恶性‒边界‒非恶性区域逐步降低;另一种为在恶性和边界区域表达水平高,在非恶性区域表达水平低。对不同区域的基因分析显示恶性区域的缺氧反应明显上调,转化生长因子(transforming growth factor,TGF)、Kirsten大鼠肉瘤病毒癌基因同源物(Kirsten rat sarcoma viral oncogene homolog,KRAS)信号通路显著上调,与细胞周期相关的功能明显增强。对肿瘤微环境中细胞间的相互作用分析发现不同区域的细胞互作强度具有显著差别,非恶性区域内部细胞的相互作用强,边界区与非恶性区以及恶性与非恶性区域的相互作用中等,恶性区与边界区的相互作用弱。结论·Apc^(min/+)小鼠结肠肿瘤呈高度空间异质性;肿瘤恶性区域富集了Tcf3等多种转录因子,恶性区域与边界、非恶性区域之间细胞相互作用相对较弱。展开更多
文摘在真核生物中,染色质作为遗传物质DNA的载体,直接参与基因的表达调控。染色质的可及性是指染色质中的DNA能与转录因子等蛋白复合物结合的区域,对染色质可及性的测定可为获取开放区域的信息、核小体定位信息以及转录因子结合信息提供基础依据。随着高通量测序技术的进步以及测序成本的降低,研究者已开发多种研究染色质可及性的测序方法,该文介绍4种常见的染色质可及性测序方法,对其中的染色质转座酶可及性测序(assay for transposase-accessible chromatin with high-throughput sequencing,ATAC-seq)的原理和数据分析方法进行重点描述,讨论ATAC-seq的应用与发展趋势,为染色质可及性以及基因表达调控的研究提供参考。
文摘染色质转座酶可及性测序(assay for transposase-accessible chromatin with high-throughput sequencing,ATAC-seq)诞生于2013年,具有比脱氧核糖核酸酶I超敏感位点测序(deoxyribonuclease I hypersensitive site sequencing, DNase-seq)和微球菌核酸酶敏感位点测序(micrococcal nuclease sequencing, MNase-seq)更快速、灵敏、简便的优点,是目前分析全基因组范围染色质开放区域的热点技术。通过该技术能获得染色质开放区域的相关信息,从而映射出转录因子等调控蛋白的结合区域和核小体定位等信息,对于研究表观遗传分子机制具有重要意义。本文比较了5种获取染色质开放区域技术的优缺点,重点介绍了ATAC-seq的原理和主要流程,描述了利用ATAC-seq技术研究染色质开放区域的发展概况以及ATAC-seq的相关应用,期望对真核生物全基因组水平的染色质开放区域研究、顺式调控元件鉴定以及遗传调控网络的解析等提供借鉴。
