ATAC測序------染色質開放性測序技術

技術簡介

ATAC測序的全稱是Assay for Transposase Accessible Chromatin using sequencing,運用測序手段研究轉座酶可接近的染色質的一種技術。該技術通過轉座酶對某種特定時空下開放的核染色質區域進行切割，進而獲得在該特定時空下基因組中活躍轉錄的調控序列。這項技術僅需少量細胞便可獲得實時全基因組活性調控序列信息，應用于轉錄因子結合分析、核小體定位、活性調控元件分布等研究，在表觀遺傳機制研究領域有廣闊的應用前景。

云序生物對染色質開放區域進行研究的技術是利用ATAC測序技術，其原理為：利用DNA轉座酶可以攜帶DNA去識別染色質開放區域。人為地將攜帶已知DNA序列標簽的轉座復合物（即帶著測序標簽的轉座酶），加入到細胞核中，再利用已知序列的標簽進行建庫后測序，從而識別染色質的開放區域。

云序優勢

實驗快速：

實驗流程精簡，耗時短。

樣品微量：

細胞量少，適用于臨床樣本。

結果準確：

重復性好，與同類技術及同類測序平臺一致性高。

信息全 面：

獲取信息量大（全基因組調控活性圖譜、全轉錄因子結合圖譜）。

一站式服務：

客戶只需提供細胞、組織、體液等樣品，云序生物為您完成從樣品準備、文庫制備、上機測序到數據分析的整套服務流程。

專業化的生物信息學分析：

云序生物具有強大的生物信息學團隊，能夠滿足客戶的各類深入數據分析要求。

樣品類型及樣品量

動物組織（包括真 菌）、植物組織（包括藻類）、凍存的細胞樣品（基本覆蓋全部物種），其它類型樣品請詳詢。

a) 細胞：>1×10⁶

b) 動物組織：>50 mg

c) 植物組織：>500 mg

其它類型樣品用量請詳詢。

樣本要求

1. 生物學重復

取樣過程中，為了減少人為造成的樣品間差異，可以采取如下措施：取樣時間、部位、處理條件、性別、年齡、操作過程等方面盡可能保持一致，否則會影響實驗結果的可重復性和可信度。

2. 樣品的保存

用于二代測序、三代測序的組織，取樣后，在簡單處理并標記后，-80℃冰箱保存，以避免實驗操作前樣品降解的可能性。

數據分析（僅供展示 詳見demo報告）

1、富集峰（peak）識別※
利用流行的MACS軟件進行峰識別，默認P < 10-5識別基因組上的ATAC富集峰。

2. 富集峰（peak）長度分布※

根據ATAC-seq識別開放區域的DNA片段長度，對富集峰的Count數進行統計。

3. 富集峰（peak）區域的在基因組中的分布※
根據注釋信息，繪制富集峰在不同基因組特征上的比例圖。

4. 樣本間差異peak識別※

云序生物使用diffReps包進行樣本間差異peak的識別。默認篩選標準為FDR<=0.05，具體以報告為準。

5. 樣品間差異peak相關基因的GO和KEGG富集分析

對差異peak相關基因進行功能分類，并發現明顯富集的功能條目。

案例解析

案例1. ATAC-Seq與RNA-Seq關聯分析

期刊：The Plant Cell 影響因子：8.23

原文：EGRINs (Environmental Gene Regulatory Influence Networks) in Rice That Function in the Response to Water Deficit, High Temperature, and Agricultural Environments

本篇文章是利用ATAC-seq與RNA-seq聯合分析的經典案例。作者選擇5個不同的水稻品種，對它們分別進行熱處理和干旱處理以模擬高溫和缺水這2種脅迫環境。進一步通過對這種脅迫處理的5個水稻品種進行RNA-seq檢測RNA的表達差異和ATAC-seq檢測染色質開放區域差異。再聯合ATAC-seq數據和RNA-seq數據，以及轉錄因子的motif信息。構建植物應激的轉錄因子-靶基因的調控網絡圖，并尋找關鍵的轉錄因子-靶基因模塊，預測了關鍵轉錄因子活性。完成植物在應激情況下反應相關的轉錄因子的研究。

圖1. ATAC-seq與RNA-seq聯合分析

案例2. ATAC-seq與ChIP-seq聯合分析

原文：Nfib Promotes Metastasis through a Widespread Increase in Chromatin  Accessibility

期刊：Cell  影響因子：31.398

該文章是通過比較原發性和肝轉移性的小細胞肺ai細胞之間的差異，從而研究人小細胞肺ai促進ai癥擴散轉移的背景機制。首先利用ATAC-seq，發現NFI家族轉錄因子富集在具有差異的染色質開放位點中，預示著NFI家族轉錄因子在調控腫 瘤細胞轉移中扮演著重要角色。進一步進行ChIP-seq，通過2種測序結果聯合分析，發現在染色質高開放性位點區域伴隨著Nfib拷貝數量增多，且Nfib在侵襲性原發性腫 瘤和轉移性腫 瘤內高表達，Nfib表現出維持染色質及遠端調控區域開放和促進神經基因表達的功能，說明Nfib對促進ai細胞增殖和遷移具有重要的作用。

圖2. ATAC-seq與ChIP-seq聯合分析