RNA-seq看到的是轉(zhuǎn)錄調(diào)控的結(jié)果，通過轉(zhuǎn)錄組測序，我們可以了解到基因在不同的組織部位中的表達變化，但是基因為什么會發(fā)生不同的表達變化呢？其中重要的原因之一就是轉(zhuǎn)錄本的表達受到染色體結(jié)構(gòu)變化而引起的豐富的調(diào)控機制的作用，ATAC-seq以及HI-C互作探究的正是研究染色體的結(jié)構(gòu)變化是如何影響mRNA表達的主要兩類產(chǎn)品。
ATAC-seq產(chǎn)品可以獲得全基因范圍內(nèi)處于開放狀態(tài)的染色質(zhì)區(qū)域；通過分析染色質(zhì)開放區(qū)域的motif，可以獲得潛在的活躍轉(zhuǎn)錄因子及其靶基因。Hi-C互作產(chǎn)品可以將基因組上原本分散的遠距離調(diào)控元件與其調(diào)控區(qū)域聯(lián)系起來，有助于解析基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控、增強子與啟動子的相互作用等，成為連接基因組、轉(zhuǎn)錄調(diào)控和表觀遺傳研究的紐帶
今天給大家?guī)碛砂龠~客提供技術(shù)服務(wù)的的幾篇相關(guān)產(chǎn)品的文章案例，希望給大家提供一些研究思路的參考。
案例一
文章標題：光開關(guān)釕配合物在活細胞中誘導(dǎo)和監(jiān)測DNA相分離
發(fā)表期刊：Journal of the American Chemical Society
作者單位：中山大學(xué)
IF：11.419
涉及的百邁客生物服務(wù)產(chǎn)品：ATAC-seq和RNA-seq
材料方法
RNA-seq：
材料：0、4、12和25小時Ru1處理的A549細胞，各時間處理取三個生物學(xué)重復(fù)
ATAC-seq：
材料：0、25小時Ru1處理的A549細胞，各時間處理取兩個個生物學(xué)重復(fù)
其他生化實驗
主要內(nèi)容
DNA的相分離參與染色質(zhì)的包裝來調(diào)節(jié)基因的轉(zhuǎn)錄。活細胞中DNA相分離的可視化和操作面臨著巨大的挑戰(zhàn)。本文作者提出了一種Ru(II)復(fù)合物(Ru1)，該復(fù)合物具有較高的DNA結(jié)合親和力和DNA“光開關(guān)”行為，可以誘導(dǎo)和監(jiān)測體外活細胞中的DNA相分離。分子動力學(xué)模擬表明，Ru1中兩個帶有正電荷親脂三苯基膦取代基和柔性長烷基鏈的phen-PPh3配體在DNA分子間形成多價結(jié)合力誘導(dǎo)DNA相分離中發(fā)揮了重要作用。重要的是，Ru1獨特的環(huán)境敏感發(fā)射特性可以通過雙光子磷光壽命成像直接可視化活細胞中DNA相分離的動態(tài)過程。此外，通過RNA測序和ATAC測序相結(jié)合的結(jié)果發(fā)現(xiàn)Ru1可以通過調(diào)節(jié)染色質(zhì)可及性來改變基因的表達模式?？傊?，作者在這里提出了第一個基于小分子的活細胞DNA相分離的示蹤劑和調(diào)節(jié)劑，并闡明了其對染色質(zhì)狀態(tài)和轉(zhuǎn)錄組的影響。
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案例二
文章標題：多組學(xué)揭秘人脊索瘤治療新靶點-CA2
發(fā)表期刊：NEURO-ONCOLOGY
作者單位：上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院
IF: 12.3
涉及的百邁客生物服務(wù)產(chǎn)品：RNA-seq、ATAC-seq和Hi-C
材料方法
材料：細胞系（原代HNP細胞來自24周胎齡的流產(chǎn)胎兒的原代培養(yǎng)細胞；脊索瘤細胞系CH22獲自脊索瘤基金會；骨髓單核細胞（BMM）來自C57/BL6小鼠股骨）
方法：RNA-seq、ATAC-seq和Hi-C
主要內(nèi)容
脊索瘤是一種罕見的間充質(zhì)惡性腫瘤，復(fù)發(fā)率高，致瘤機制不明確。遺傳物質(zhì)的改變、表觀遺傳調(diào)節(jié)因子和染色質(zhì)空間構(gòu)象在脊索瘤的發(fā)生和發(fā)展中起關(guān)鍵作用。本研究利用RNA-seq、ATAC-seq和 Hi-C技術(shù)對脊索瘤和人髓核（HNP）進行多組學(xué)檢測，并結(jié)合影像學(xué)檢查和臨床信息，揭示了骨微環(huán)境在脊索瘤中的重要作用，并且發(fā)現(xiàn)CA2在脊索瘤中高表達，但在HNP中幾乎不表達。本研究還發(fā)現(xiàn)可通過敲除基因或使用鹽酸多佐胺等藥物抑制CA2的表達，從而抑制脊索瘤細胞生長和遷移，此外，鹽酸多佐胺還通過阻斷骨髓單核細胞向破骨細胞的分化來調(diào)節(jié)骨微環(huán)境。綜上，本研究通過結(jié)合多組學(xué)檢測技術(shù)，結(jié)合了位于CH22和HNP細胞之間的compartments、細胞特異性TAD和loop中的重疊的DEG，鑒定到了兩個重疊的DEG，即CA2和THNSL2。基于GO和KEGG功能注釋，將CA2蛋白確定為脊索瘤的治療新靶點，最終揭示了骨微環(huán)境在脊索瘤發(fā)生中的作用。
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原文獲取連接：https://international.biocloud.net/zh/article/list/34314167
案例三
文章標題：TRIM28通過SUMO化修飾CDK9和抑制P-TEFb促進HIV-1潛伏
發(fā)表期刊：Elife
作者單位：中山大學(xué)中山醫(yī)學(xué)院
IF：7.616
涉及的百邁客生物服務(wù)產(chǎn)品：ATAC-seq和RNA-seq
材料方法
siRNA文庫高通量篩選：鑒定HIV-1抑制和潛伏的細胞靶蛋白，TZM-BL細胞系（一種攜帶有熒光素酶報告基因的傳代細胞系,并且該報告基因受HIV-1 tat原件調(diào)控，只有在HIV-1 Tat蛋白存在的情況下才能有效表達。）
RNA-seq：用PHA刺激來自兩個健康供體的新鮮分離的CD4 + T細胞2天或不進行處理，鑒定HIV-1潛伏相關(guān)基因
ATAC-seq：J-Lat 10.6或TZM-bl細胞系，研究TRIM28缺失后HIV-1啟動子的染色質(zhì)可及性
其他實驗
主要內(nèi)容
TRIM28不僅可以作為定義明確的表觀遺傳學(xué)adaptor，還可以作為SUMO E3連接酶與SUMOylate P-TEFb復(fù)合物一起發(fā)揮作用，從而顯著抑制HIV-1的表達并導(dǎo)致HIV-1潛伏。提出了TRIM28介導(dǎo)的HIV-1潛伏模型：在活躍狀態(tài)下，P-TEFb復(fù)合物被HIV-1 Tat募集至部分轉(zhuǎn)錄的HIV-1 RNA反式激活反應(yīng)元件（TAR）。P-TEFb催化亞基CDK9使RNAP II的Ser2殘基超磷酸化，促進RNAP II轉(zhuǎn)錄HIV-1 RNA的持續(xù)性；在潛伏狀態(tài)下，TRIM28被募集到HIV-1 LTR并在Lys44、Lys56和Lys68 SUMO化CDK9，導(dǎo)致CDK9激酶活性的抑制和其與細胞周期蛋白T1的隔開，沒有Ser2的超磷酸化，RNAP II啟動子近端暫停在LTR。因此，潛伏狀態(tài)由TRIM28介導(dǎo)的CDK9功能障礙和TRIM28介導(dǎo)的核小體nuc-1的抑制性表觀遺傳修飾維持，核小體nuc-1恰好位于HIV-1啟動子的下游。
其中，作者通過ATAC-Seq探究了TRIM28缺失后HIV-1啟動子的染色質(zhì)可及性，發(fā)現(xiàn)啟動子區(qū)的活性顯著增強，最終說明了RIM28介導(dǎo)的SUMO化損害了CDK9與Cyclin T1的結(jié)合能力和CDK9對RNAP II的激酶活性，導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄延伸功能障礙。
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原文獲取連接：https://international.biocloud.net/zh/article/detail/30652970
案例四
文章標題：非神經(jīng)前體細胞轉(zhuǎn)錄因子Ptf1a可獨立將成纖維細胞直接重編程為神經(jīng)干細胞
發(fā)表期刊：Journal of the American Chemical Society
作者單位：中山大學(xué)
IF: 12.353
涉及的百邁客生物服務(wù)產(chǎn)品：ATAC-seq和RNAseq
材料方法
RNA-seq：
材料：miNSC（第10代小鼠誘導(dǎo)性神經(jīng)干細胞）、小鼠皮質(zhì)神經(jīng)干細胞（SCR029）和小鼠胚胎成纖維細胞（MEF）。測序平臺：Illumina HiSeq 4000。
ATAC-seq：
材料：35000個MEF細胞，50,000個miNSC10細胞，50,000個SCR029細胞。測序平臺：Illumina HiSeq X Ten。
體內(nèi)外分化試驗
行為學(xué)試驗：
筑巢試驗，曠場試驗，新物體識別試驗，Y迷宮試驗，morris水迷宮實驗。
主要內(nèi)容
由體細胞重編程的誘導(dǎo)性神經(jīng)干細胞（induced neural stem cells，iNSC）在神經(jīng)疾病的細胞替代療法和體外建模中具有巨大的潛力。已有研究證明將成纖維細胞直接轉(zhuǎn)化成iNSC的方法依賴于幾個關(guān)鍵的神經(jīng)前體細胞轉(zhuǎn)錄因子（TF），這就提出了一個問題：這種直接的重編程是否可以由非神經(jīng)前體細胞調(diào)控TF來實現(xiàn)。通過RNA-seq和ATAC-seq分析結(jié)果，作者發(fā)現(xiàn)非神經(jīng)前體細胞調(diào)控TFPtf1a可以將小鼠和人的成纖維細胞直接重編程為具有分化出神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細胞和少突膠質(zhì)細胞的潛能和自我更新能力的iNSC，并在移植后可以改善阿爾茨海默病小鼠模型的認知功能障礙。相比于MEF，miNSC10和SCR029細胞，Ptf1a重編程的miNSC自我更新和維持所需要的Notch信號通路相關(guān)基因均顯著上調(diào)，并且這些位點也顯示出差異的ATAC-seq圖譜。說明Ptf1a的重編程活性是通過與Rbpj結(jié)合的非Notch信號依賴途徑，來維持NSC特化、自我更新和體內(nèi)穩(wěn)態(tài)。同時作者的數(shù)據(jù)確定了這是一種用于研究和治療的更安全的非典型iNSC。
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原文獲取連接：https://international.biocloud.net/zh/article/detail/30030434
經(jīng)過以上的文章案例，我們可以看出，ATAC、HI-C互作這類表觀研究的組學(xué)產(chǎn)品，通常要和其他組學(xué)聯(lián)合進行分析，其中最主要應(yīng)用的就是轉(zhuǎn)錄組學(xué)，目前利用ATAC、HI-C和轉(zhuǎn)錄組的多組學(xué)結(jié)合的研究模式逐漸成為高分文章的“標配”，聯(lián)合分析可以從序列變異、 基因表達、堿基修飾、染色質(zhì)狀態(tài)等角度綜合闡釋調(diào)控網(wǎng)絡(luò)與分子機制，已被廣泛應(yīng)用于腫瘤、疾病、神經(jīng)科學(xué)、發(fā)育生物學(xué)及免疫等研究領(lǐng)域。
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