ATAC和其他組學的聯合分析策略

之前小編已經對ATAC測序做了簡單介紹(ATAC),首先我們簡單回顧一下~~
ATAC測序,全稱為 Assay for Transposase Accessible Chromatin using sequencing,是一種運用測序手段研究轉座酶可接近的染色質的實驗,染色質以緊密纏繞的形式存在,當基因要進行轉錄的時候,緊密纏繞的染色質則會松散開來,這時我們利用轉座酶對松散開的區域進行酶切,從而對細胞中正在轉錄中的區域進行測序。
從ATAC所捕獲的區域可以了解到,做ATAC測序主要的目的呢是研究正在轉錄的那部分DNA序列,測序的結果大部分是轉錄本區域的上下游的DNA序列,得到這些序列我們就可以對一些基因上的順式調控元件進行研究,最常見的不外乎去研究轉錄因子結合的啟動子區域。

那么做完ATAC測序我們還可以做哪些事情呢?

1.ATAC測序和轉錄組數據聯合分析
ATAC測序結果,研究了該時空條件下發生轉錄的基因以及順勢調控元件的一些序列,那么我們就可以對這些基因進行分析。聯合轉錄組測序結果,看ATAC上測到的一些豐度高的DNA序列區域,是否對應的轉錄本表達量也有增加,也可以找到對應的轉錄本相關基因的上游調控序列,從而整體分析從DNA到RNA的轉錄過程,進而對基因功能分析,再結合實驗表型進行討論,從而理清楚表觀調控-表達-功能-表型這樣一個過程[1]。

2.ATAC測序和ChIP-seq聯合分析
在ChIP實驗中,好多時候我們是用以研究轉錄因子所調控的那些基因的,那么我們有了ATAC測序之后是否就不需要做ChIP實驗了呢?并不是~~就像雖然做轉錄組測序也可以知道基因表達量的上下調情況,但是我們仍然需要通過qPCR來進行分子生物學驗證一樣,ATAC測序之后也需要做ChIP-seq來做進一步的驗證,通過ChIP的測序結果,來進一步對ATAC所預測到的一些轉錄因子結合區域進行驗證[2~4]。

那么ATAC測序在動植物中的技術關鍵是什么呢?
ATAC測序和轉錄組一樣,也是有時空特異性,但是由于ATAC測序建庫的時候需要對細胞進行裂解提取細胞核,再通過轉座酶對細胞核中正在轉錄組的染色體序列進行酶切,那么我們對實驗處理中的細胞活性就有一定的要求—不能用凍存后的細胞來建庫;另外,由于轉座酶對DNA序列進行酶切的時候,只要是轉座酶可以接近的區域都可以進行酶切,這就造成了測序數據中有好大一部分是線粒體的DNA序列,這些DNA我們認為是污染的部分,會盡量用探針進行除去,但是探針去除的效率也有限。如在小鼠胚胎不同發育時期的ATAC測序實驗中,作者對探針去除線粒體DNA的效率進行了鑒定[2],所測結果如圖1,可見核DNA最多的時候占比也僅僅有50%,那么相比較而言線粒體DNA的去除也就相當重要了;而植物細胞,由于其細胞壁結構不能直接通過酶對細胞進行裂解,并且測序結果中有好大一部分是葉綠體DNA污染,因此在做植物的ATAC測序時,則需要將植物細胞制備成原生質體,并且用梯度離心法來收集細胞核后再進行建庫[5]。不管是線粒體DNA還是葉綠體DNA的污染,都可以在建庫之后進行少量數據測序,通過簡單的比對分析,來大概估測文庫中的污染占比,從而決定是否正式進行測序。

圖1

參考文獻:
[1]Ackermann A M, Wang Z, Jonathan S, et al. Integration of ATAC-seq and RNA-seq identifies human alpha cell and beta cell signature genes:[J]. Molecular Metabolism, 2016, 5(3):233-244.
[2]Wu J, Huang B, Chen H, et al. The landscape of accessible chromatin in mammalian preimplantation embryos.[J]. Nature, 2016, 534(7609):652.
[3]Denny S K, Yang D,Chuang C H, et al. Nfib Promotes Metastasis through a Widespread Increase in Chromatin Accessibility.[J]. Cell, 2016, 166(2):328-342.
[4]Qu, Kun, Zaba, et al. Individuality and Variation of Personal Regulomes in Primary Human T Cells[J]. Cell Systems, 2015, 1(1):51.
[5]Lu Z, Hofmeister B T, Vollmers C, et al. Combining ATAC-seq with nuclei sorting for discovery of cis-regulatory regions in plant genomes[J]. Nucleic Acids Research, 2016, 45(6).
[6]Gehrke A R, Schneider I, De l C E, et al. Deep conservation of wrist and digit enhancers in fish.[J]. Proc Natl Acad Sci U S A, 2015, 112(3):803-808.
[7]Acemel R D, Tena J J, Irastorzaazcarate I, et al. A single three-dimensional chromatin compartment in amphioxus indicates a stepwise evolution of vertebrate Hox bimodal regulation[J]. Nature Genetics, 2016, 48(3):336-341.
[8]Kaufman C K, Mosimann C, Fan Z P, et al. A zebrafish melanoma model reveals emergence of neural crest identity during melanoma initiation.[J]. Science, 2016, 351(6272):aad2197.
[9]Blythe S A, Wieschaus E F. Establishment and maintenance of heritable chromatin structure during early Drosophila embryogenesis[J]. Elife, 2016, 5.
[10]Lu Z, Hofmeister B T, Vollmers C, et al. Combining ATAC-seq with nuclei sorting for discovery of cis-regulatory regions in plant genomes[J]. Nucleic Acids Research, 2016, 45(6).
[11]Buenrostro J D, Wu B, Litzenburger U M, et al. Single-cell chromatin accessibility reveals principles of regulatory variation[J]. Nature, 2015, 523(7561):486-490.

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