華大基因依托BGISEQ-500平臺強大的測序實力,推出性價比超高的表觀組學研究利器ATAC-Seq(Assay for Transposase-Accessible Chromatin using Sequencing)。該技術通過改造后活性極高的轉座酶介導,對染色質結構開放區域進行捕獲測序,僅需少量細胞便可獲得實時全基因組活性調控序列信息,廣泛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。

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圖1. ATAC-Seq示意圖

技術優勢

快速 實驗流程精簡,交付周期更短

微量 所需細胞量少(低至數百個細胞),適用于臨床樣本

準確 技術重復性好,與同類技術及同類測序平臺一致性高

全面 獲得信息量大(全基因組調控活性圖譜、全轉錄因子結合圖譜)

超值 依托華大基因BGISEQ-500平臺強大的測序實力,超高性價比

研究內容

標準信息分析

標準信息分析:

1) 數據基本處理與質控

2) 文庫插入片段長度分布

3) 基因組測序深度累積分布

4) 各樣品基因promoter(up2K)區測序深度分布

5) Peak檢測

6) Peak長度分布

7) Peak深度分布

8) 樣本生物學重復 IDR 分析

9) Peak在基因功能元件上的分布

10) Peak相關基因

11) Peak相關基因的GO功能顯著性富集分析

12) Peak相關基因的pathway富集分析

13) 樣本間差異peak檢測

14) 樣品間差異peak在基因功能元件的分布

15) 樣品間差異peak相關基因

16) 樣品間差異peak相關基因的GO和KEGG富集分析

高級信息分析:

17) 核小體定位分析

18) 轉錄因子結合分析(需客戶提供感興趣的TF名稱)

19) 全基因組活性圖譜

定制化信息分析

可結合客戶的需求,協商確定定制化信息分析內容(如ATAC-Seq與RNA-Seq關聯分析等)。


技術應用

1、全基因組調控活性圖譜分析

染色質結構的改變對細胞的命運會產生極大的影響,染色質結構開放程度影響蛋白結合程度,開放程度也直接反映了染色質轉錄活性,因此,對特定時間空間下染色質開放區域進行捕獲,獲得全基因組調控活性區域信息,對基因表達調控網絡研究具有重要意義。

通過 ATAC-Seq數據分析,可以獲得高置信度的染色體結構開放區域。結合reads分布和 Peak檢測結果,繪制出每個樣品在整個基因組水平上的調控活性圖譜。

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圖2. 全基因組調控活性圖譜

2、核小體定位預測

由DNA和組蛋白形成的核小體是構成真核細胞染色質的基本結構單位,每個核小體由146bp的DNA纏繞組蛋白八聚體約1.65圈形成,核小體與核小體之間通過20-50bp的連接DNA相連,DNA與組蛋白的結合并不是固定不變的,沒有核小體結合的DNA區域易于各種調節蛋白的接近和結合。在基因組上核小體位置的精確確定稱為核小體定位,它的定位變化總是伴隨著基因從抑制到轉錄狀態的轉變,核小體定位在轉錄調控、DNA復制和修復等多種細胞過程中有重要研究價值,也是目前表觀遺傳學研究的熱點。結合核小體結構特征和ATAC-Seq插入片段分布進行分析,將插入片段105bp以內的片段判定為NFR區域(核小體缺失區域),將105-250bp插入片段判定為核小體分布區域,進而對核小體進行精準定位。

圖3.核小體結構結構

圖4. 核小體定位預測模型

3、轉錄因子結合分析

真核生物基因表達是一個復雜而有序的過程,它是眾多反式作用因子和順式作用元件之間相互作用的結果,特定時間空間下又有哪些反式作用因子和順式作用元件互作參與?

反式作用因子是指能直接或間接識別和結合在順式作用元件上,調控靶基因表達的蛋白質因子,一般也稱為轉錄因子(transcriptional factor,TF),轉錄因子結合位點((Transcription factor binding site, TFBS)是與轉錄因子結合的DNA 序列。確定TFBS是理解轉錄調控機制, 建立轉錄調控網絡的關鍵問題。通過ATAC-Seq轉錄因子足跡分析(TF footprinting analysis), 可對TF結合情況進行預測,甚至進一步對全轉錄因子結合進行分析。

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圖5. 轉錄因子結合預測模型

技術參數

一、 樣品要求

樣品類型:細胞系樣品

樣本起始量:建庫起始量500-50000個,為保證實驗成功率,建議所送細胞量大于1×106。

二、 執行周期

24個樣本以下,35個工作日

三、 推薦數據

推薦數據量:≥50M clean reads

測序策略:BGISEQ-500平臺 PE50