ATAC-Seq 實(shí)驗操作指南---03 ATAC-seq 案例分析

ATAC-seq與RNA-seq聯(lián)合分析，可以獲得生物體的轉錄調控機制。通過(guò)ATAC-seq獲得細胞在某一特定時(shí)空俠染色質(zhì)展開(kāi)區域的信息，可用于檢測在該條件下發(fā)生轉錄的基因及順式作用元件。通過(guò)RNA-seq技術(shù)可獲得細胞在該特定時(shí)空下所有轉錄本信息。將兩者數據相整合，則可以推斷相關(guān)基因上游的順式調控序列，宏觀(guān)分析細胞在特定時(shí)空下整個(gè)基因組的調控網(wǎng)絡(luò )。同時(shí)ATAC-seq數據可以更好的支撐RNA-seq數據，更為精確地探索基因高表達和低表達的轉錄調控機制。這一策略廣泛應用于不同類(lèi)型的細胞分化，腫瘤發(fā)生發(fā)展以及胚胎發(fā)育等生物學(xué)研究過(guò)程。

示例：Integration of ATAC-seq and RNA-seq identifies human alpha cell and beta cell signature genes

本篇文章中，作者利用ATAC-seq檢測人a和β細胞中開(kāi)放的染色質(zhì)區域。將這些開(kāi)放性染色質(zhì)圖譜與已分類(lèi)的人類(lèi)α和β細胞的mRNA-seq數據進(jìn)行關(guān)聯(lián)，以識別可能負責調控細胞類(lèi)型特異性表達特征基因的順式調控元件。

ATAC-seq和CUT＆Tag聯(lián)合分析

ATAC-seq和CUT＆Tag聯(lián)合分析，可以對ATAC-seq得到的一些轉錄因子結合區進(jìn)行驗證。從ATAC-seq我們可以了解到染色質(zhì)的可接近性的動(dòng)態(tài)變化，由于由于染色質(zhì)的可及性與調控元件或轉錄因子的結合密切相關(guān)，在轉錄調控中發(fā)揮著(zhù)重要的作用。CUT＆Tag整合分析可以進(jìn)一步探究調控某一生物學(xué)過(guò)程的關(guān)鍵因子（包括順式調控元件和轉錄因子），以及哪個(gè)轉錄因子調控了感興趣的基因，以及感興趣的轉錄因子的靶基因等。示例：The phosphatase PAC1 acts as a T cell suppressor and attenuates host antitumor immunity

在本篇文章中，作者通過(guò)對腫瘤微環(huán)境中的炎癥因子和代謝物進(jìn)行系統分析，發(fā)現腫瘤產(chǎn)生的超氧化物ROS可以維持周?chē)橳淋巴細胞中PAC1基因的高表達。PAC1通過(guò)募集核小體重構和去乙?；∟uRD）復合體，降低染色質(zhì)開(kāi)放性（ATAC-seq實(shí)驗）、組蛋白乙?；?、CHD4與DNA的結合能力（CUT＆Tag實(shí)驗），特異性抑制T淋巴細胞防御功能，最終導致T細胞衰竭和癌癥免疫逃逸。

ARTICLE

The landscape of accessible chromatin in

mammalian preimplantation embryos

該研究通過(guò)將ATAC-seq與CRISPR／Cas9 輔助線(xiàn)粒體去除技術(shù)相結合，繪制出了小鼠著(zhù)床前胚胎中全基因組易接近染色質(zhì)圖譜。通過(guò)將ATAC-seq鑒定出的順式調控元件和單細胞轉錄組圖譜相整合，構建出了早期發(fā)育的調控網(wǎng)絡(luò )，幫助確定了一些重要的譜系專(zhuān)向分化調控因子。發(fā)現在小鼠胚胎發(fā)育的不同階段，被激活的基因的啟動(dòng)子區域均處于開(kāi)放狀態(tài)。最后，該研究提出在主要合子基因組激活之前一些順式調控元件及相關(guān)開(kāi)放染色質(zhì)的活性下降?？傮w看來(lái)，這些研究數據揭示出了伴隨早期哺乳動(dòng)物發(fā)育的一些與眾不同的時(shí)空染色質(zhì)結構和基因表達模式。由此可見(jiàn)，多組學(xué)聯(lián)合分析在研究胚胎發(fā)育和細胞分化方面具有廣闊的發(fā)展前景。

Combining ATAC-seq with nuclei sorting for discovery

of cis-regulatory regions in plant genomes

Zefu Lu',Brigitte T. Hofmeister2,Christopher Vollmers3, Rebecca M. DuBois3 and Robert J.Schmitz

為了探究可接近區域的生物學(xué)功能，該研究鑒定了擬南芥整株幼苗（Col-0 50000seedling replicate 1）和根（Col-0 50000 root replicate 1）的組織特異性區域，進(jìn)而在TSS上游1kb的peak中和基因區找出1265個(gè)整株幼苗特異性基因和808個(gè)根特異性基因。對這些基因進(jìn)行GO 功能分析，發(fā)現幼苗特異性基因主要與光合作用有關(guān)，而根特異性基因主要與環(huán)境應激有關(guān)，這與不同組織的主要功能一致。同時(shí)為了探究FANS-ATAC-seq是否也可以用來(lái)檢測TF-binding位點(diǎn)，研究者比較了已發(fā)表的7個(gè)轉錄因子的ChIP-seq 數據與FANS-ATAC-seq結果，結果顯示大部分的ChIP-seq peak 與可接近區域相關(guān)。這表明，FANS-ATAC-seq是尋找基因組范圍的DNA-TF 互作的一種有效手段12］。

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