• ATAC-seq技术，全称为：Assay for Transposase-Accessible Chromatin with high throughput sequencing），是2013年由斯坦福大学William J. Greenleaf和Howard Y. Chang实验室开发的一种用于研究染色质可及性（通常也理解为染色质的开放性）的方法(Buenrostro, Giresi, Zaba, Chang, & Greenleaf, 2013)。

    该方法通过超活化Tn5转座酶将序列接头插入到染色质开放区域，然后通过DNA测序数据分析推断染色质各区域的可及性、转录因子结合位点以及核小体位置。ATAC-seq可以在全基因组范围快速灵敏地检测染色质可及性。

    相比传统方法，ATAC-seq的结果具有很强的一致性，同时也和基于组蛋白修饰marker的ChIP-seq有较高的吻合程度。另外，ATAC-seq的重复性，比MNase-seq和DNase-seq的更强，操作起来也更加简单，细胞或组织的需求量较少，出来的信号更加漂亮。已是目前研究染色质开放性首选的技术方法。

    ATAC-seq

    更多内容 ꅀ

  • 对于ATAC-seq数据，首先利用fastqc软件对原始数据进行质量评估；再使用bowtie2软件将原始数据比对到参考基因组；然后用MACS2分别对每例样本进行峰挖掘（peak calling），之后对peaks区域进行基因组位置注释、motif分析，并对靶基因进行GO和KEGG富集分析；若具有多种实验组样本，可挖掘各组样本间具有差异的peaks进行特异性分析等。

    分析流程

    关于ATAC-seq的文库构建，主要分为以下几步：

    1、富集细胞进行裂解，提取纯化细胞核；

    2、进行Tn5酶转座反应，片段化染色质开放区域；

    3、纯化片段化后的DNA；

    4、扩增纯化产物；

    5、分选扩增后的DNA长度，去除非目的片段。

    文库构建

  • 2020年1月，《Science》刊发了斯坦福大学William J. Greenleaf和Sergiu P. Pașca的研究成果。高度同步的细胞过程是前脑发育的特征，如果受到干扰会导致疾病发生，该研究绘制了人类三维前脑器官中染色质可及性图谱用于研究其调控方式，采集了超20月龄的背侧或腹侧前脑类器官的神经胶质和神经系作为研究材料，在不同发育阶段的前脑器官中开放的染色质区域进行了系统研究，利用这些资料研究疾病的遗传风险，并探索进化保守性。此外，研究人员将染色质可及性与转录组结合，以确定公认的调节人类皮质激素发生的增强子—基因连接和转录因子。

    更多内容 ꅀ

    大脑皮层负责神经系统的高阶功能，在灵长类动物中大脑皮层的体积已经增大。前脑的进化（包括人类大脑皮层的扩大）是一个漫长的过程，包括神经祖细胞的多样化和扩展，层特异性谷氨酸神经元的产生和定位，g-氨基丁酸（GABA）神经元的细胞迁移，胶质细胞的形成和成熟。由于遗传或环境因素的干扰，这些细胞活动可能导致神经发育疾病，包括自闭症谱系障碍和智力障碍，但对控制这些细胞活动发生的分子机理尚不明确。

     

    表观基因调控在控制发育转变和细胞分化中起着至关重要的作用，基因远端增强子元件在整个发育过程中都是动态的，仅在有限的细胞群中表现出短暂的活性，但在疾病相关的遗传变异中富集。此外，在没有蛋白编码改变的情况下，调控元件的进化差异会影响表型。

     

    目前在人类前脑的发育研究中，是无法以细胞水平进行直接的功能研究或操作的。由于脑组织样本的稀缺，以及传统体外细胞模型的局限性，使得人们无法对健康和疾病状态下的大脑皮质进行详细的机理研究。因此，在特定的前脑细胞谱系中追踪长期的表观遗传变化，根据这些变化绘制疾病风险的时间图谱，用于鉴定增加的疾病易感性细胞类型以及变异时期。

  • 细胞样品

    单次ATAC-seq反应所需细胞应当严格控制在100,000个/管（每个样本准备3~4管），具体细节详询销售。

     

     

    动物组织

    选取新鲜组织，质量大于20mg/份，取样时剔除冗余部分，保证组织的单一性，建议取材后用生理盐水漂洗，以去除血渍和污物，液氮速冻，-80℃保存。建议样品制备 2~3 份。

     

     

    植物组织

    选取取幼嫩组织，如嫩叶，根尖，幼苗等，质量大于500mg/份，建议取样后用清水漂洗去除污物，纸巾吸干水分后液氮速冻，-80℃保存。建议样品制备 2~3 份。