ATAC和其他組學(xué)的聯(lián)合分析策略

之前小編已經(jīng)對(duì)ATAC測(cè)序做了簡(jiǎn)單介紹（ATAC），首先我們簡(jiǎn)單回顧一下~~
ATAC測(cè)序，全稱為 Assay for Transposase Accessible Chromatin using sequencing，是一種運(yùn)用測(cè)序手段研究轉(zhuǎn)座酶可接近的染色質(zhì)的實(shí)驗(yàn)，染色質(zhì)以緊密纏繞的形式存在，當(dāng)基因要進(jìn)行轉(zhuǎn)錄的時(shí)候，緊密纏繞的染色質(zhì)則會(huì)松散開(kāi)來(lái)，這時(shí)我們利用轉(zhuǎn)座酶對(duì)松散開(kāi)的區(qū)域進(jìn)行酶切，從而對(duì)細(xì)胞中正在轉(zhuǎn)錄中的區(qū)域進(jìn)行測(cè)序。
從ATAC所捕獲的區(qū)域可以了解到，做ATAC測(cè)序主要的目的呢是研究正在轉(zhuǎn)錄的那部分DNA序列，測(cè)序的結(jié)果大部分是轉(zhuǎn)錄本區(qū)域的上下游的DNA序列，得到這些序列我們就可以對(duì)一些基因上的順式調(diào)控元件進(jìn)行研究，最常見(jiàn)的不外乎去研究轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合的啟動(dòng)子區(qū)域。

那么做完ATAC測(cè)序我們還可以做哪些事情呢？

1.ATAC測(cè)序和轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)聯(lián)合分析
ATAC測(cè)序結(jié)果，研究了該時(shí)空條件下發(fā)生轉(zhuǎn)錄的基因以及順勢(shì)調(diào)控元件的一些序列，那么我們就可以對(duì)這些基因進(jìn)行分析。聯(lián)合轉(zhuǎn)錄組測(cè)序結(jié)果，看ATAC上測(cè)到的一些豐度高的DNA序列區(qū)域，是否對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)錄本表達(dá)量也有增加，也可以找到對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)錄本相關(guān)基因的上游調(diào)控序列，從而整體分析從DNA到RNA的轉(zhuǎn)錄過(guò)程，進(jìn)而對(duì)基因功能分析，再結(jié)合實(shí)驗(yàn)表型進(jìn)行討論，從而理清楚表觀調(diào)控-表達(dá)-功能-表型這樣一個(gè)過(guò)程[1]。

2.ATAC測(cè)序和ChIP-seq聯(lián)合分析
在ChIP實(shí)驗(yàn)中，好多時(shí)候我們是用以研究轉(zhuǎn)錄因子所調(diào)控的那些基因的，那么我們有了ATAC測(cè)序之后是否就不需要做ChIP實(shí)驗(yàn)了呢？并不是~~就像雖然做轉(zhuǎn)錄組測(cè)序也可以知道基因表達(dá)量的上下調(diào)情況，但是我們?nèi)匀恍枰ㄟ^(guò)qPCR來(lái)進(jìn)行分子生物學(xué)驗(yàn)證一樣，ATAC測(cè)序之后也需要做ChIP-seq來(lái)做進(jìn)一步的驗(yàn)證，通過(guò)ChIP的測(cè)序結(jié)果，來(lái)進(jìn)一步對(duì)ATAC所預(yù)測(cè)到的一些轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合區(qū)域進(jìn)行驗(yàn)證[2~4]。

那么ATAC測(cè)序在動(dòng)植物中的技術(shù)關(guān)鍵是什么呢？
ATAC測(cè)序和轉(zhuǎn)錄組一樣，也是有時(shí)空特異性，但是由于ATAC測(cè)序建庫(kù)的時(shí)候需要對(duì)細(xì)胞進(jìn)行裂解提取細(xì)胞核，再通過(guò)轉(zhuǎn)座酶對(duì)細(xì)胞核中正在轉(zhuǎn)錄組的染色體序列進(jìn)行酶切，那么我們對(duì)實(shí)驗(yàn)處理中的細(xì)胞活性就有一定的要求—不能用凍存后的細(xì)胞來(lái)建庫(kù)；另外，由于轉(zhuǎn)座酶對(duì)DNA序列進(jìn)行酶切的時(shí)候，只要是轉(zhuǎn)座酶可以接近的區(qū)域都可以進(jìn)行酶切，這就造成了測(cè)序數(shù)據(jù)中有好大一部分是線粒體的DNA序列，這些DNA我們認(rèn)為是污染的部分，會(huì)盡量用探針進(jìn)行除去，但是探針去除的效率也有限。如在小鼠胚胎不同發(fā)育時(shí)期的ATAC測(cè)序?qū)嶒?yàn)中，作者對(duì)探針去除線粒體DNA的效率進(jìn)行了鑒定[2]，所測(cè)結(jié)果如圖1，可見(jiàn)核DNA最多的時(shí)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(dāng)重要了；而植物細(xì)胞，由于其細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)不能直接通過(guò)酶對(duì)細(xì)胞進(jìn)行裂解，并且測(cè)序結(jié)果中有好大一部分是葉綠體DNA污染，因此在做植物的ATAC測(cè)序時(shí)，則需要將植物細(xì)胞制備成原生質(zhì)體，并且用梯度離心法來(lái)收集細(xì)胞核后再進(jìn)行建庫(kù)[5]。不管是線粒體DNA還是葉綠體DNA的污染，都可以在建庫(kù)之后進(jìn)行少量數(shù)據(jù)測(cè)序，通過(guò)簡(jiǎn)單的比對(duì)分析，來(lái)大概估測(cè)文庫(kù)中的污染占比，從而決定是否正式進(jìn)行測(cè)序。

圖1

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