ATAC-Seq

ATAC-seq（Assay for Transposase-Accessible Chromatin with high throughput sequencing）是通過使用高通量測(cè)序?qū)D(zhuǎn)座酶可接近性核染色質(zhì)區(qū)域進(jìn)行分析的一種創(chuàng)新表觀遺傳學(xué)研究技術(shù)。該技術(shù)通過轉(zhuǎn)座酶對(duì)某種特定時(shí)空下開放的核染色質(zhì)區(qū)域進(jìn)行切割，進(jìn)而獲得在該特定時(shí)空下基因組中所有活躍轉(zhuǎn)錄的調(diào)控序列。

真核生物的DNA并不是裸露的，而是被包裝成核小體形成串珠狀結(jié)構(gòu)并進(jìn)一步被折疊、包裝。而基因的轉(zhuǎn)錄，需要將這種結(jié)構(gòu)解開，使DNA成為可以使各種轉(zhuǎn)錄機(jī)器與其結(jié)合的裸露狀態(tài)，即形成開放染色質(zhì)區(qū)域。如何鑒定開放染色質(zhì)區(qū)域呢？傳統(tǒng)的方法主要是借助和DNase-Seq、MNase-Seq及ChIP-seq。但這些方法需要的起始細(xì)胞量較大，對(duì)于少量樣本可行性不高。ATAC-Seq是一種新型的研究開放染色質(zhì)的技術(shù)，利用Tn5轉(zhuǎn)座酶進(jìn)入并切割裸露的DNA，并同時(shí)連接上特異性的測(cè)序接頭。因?yàn)榍懈詈图咏宇^一步完成，因此該技術(shù)可大大降低所需細(xì)胞起始量。

技術(shù)優(yōu)勢(shì)：

1、所需細(xì)胞起始量低。

2、應(yīng)用范圍廣，適用于大部分物種及細(xì)胞類型。

實(shí)驗(yàn)策略：

信息分析：

技術(shù)參數(shù)：

研究案例：

ATAC-Seq分析顯示年齡相關(guān)性黃斑變性患者的染色質(zhì)可及性普遍降低

Wang J, Zibetti C, Shang P, et al. ATAC-Seq analysis reveals a widespread decrease of chromatin accessibility in age-related macular degeneration[J]. Nature Communications, 2018, 9(1).

1、背景：

年齡相關(guān)性黃斑變性（AMD）是導(dǎo)致老年人視力喪失的主要因素，大多發(fā)生于45歲以上，其患病率隨年齡增長而增高。目前AMD進(jìn)程中表觀遺傳的改變尚不清楚。本文利用ATAC-Seq對(duì)AMD患者視網(wǎng)膜（retina）及視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞（RPE）進(jìn)行染色質(zhì)易近性進(jìn)行了研究。

2、方法：

利用ATAC-Seq技術(shù)鑒定AMD及正常組織的retina及RPE的開放染色質(zhì)區(qū)域。另外，結(jié)合RNA-Seq技術(shù)對(duì)開放染色質(zhì)區(qū)域與基因表達(dá)的關(guān)系進(jìn)行分析。

3、結(jié)論：

將鑒定出的peak（開放染色質(zhì)區(qū)域）分類得到retina特異、RPE特異及兩者共有的peak，與不同組織比較（DNase-Seq數(shù)據(jù)），發(fā)現(xiàn)兩者共有的peak大部分是組織特異的，retina及RPE特異的peak大多是組織特異的（下圖1）。利用peak將樣本分類，發(fā)現(xiàn)retina和RPE明顯分開，正常組織和AMD也有分離的趨勢(shì)（下圖2）。

分別鑒定retina和RPE AMD早期vs正常組織以及AMD晚期vs AMD早期的差異開放染色質(zhì)區(qū)域（AMD），表明retina染色質(zhì)易近性主要在AMD早期到AMD晚期出現(xiàn)下降，而RPE染色質(zhì)易近性主要在正常組織到AMD早期出現(xiàn)下降（下圖3）。結(jié)合轉(zhuǎn)錄組分析表明，ATAC-Seq peak強(qiáng)度和基因表達(dá)呈現(xiàn)較強(qiáng)相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為0.51（下圖4）。