ATAC-seq
- 高效靈敏
- 高分辨率
- 全基因組覆蓋
- 多維度分析
- 應(yīng)用廣泛
服務(wù)特色
ATAC-seq是一種基因組技術(shù)，通過轉(zhuǎn)座酶標(biāo)記可及的染色質(zhì)區(qū)域并進行測序，用于研究基因表達調(diào)控和染色質(zhì)可及性。該技術(shù)無需抗體或復(fù)雜交聯(lián)步驟，顯著節(jié)省時間成本，而且可精準(zhǔn)定位開放染色質(zhì)區(qū)域（分辨率達單堿基水平），識別轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點及核小體排布，適用于微量樣本（低至500~50,000個細胞），尤其適合珍貴臨床樣本或單細胞分析。
服務(wù)介紹
ATAC-seq（Assay for Transposase-Accessible Chromatin with high throughput sequencing）是美國Stanford大學(xué)的William Greenleaf教授在2013年所研發(fā)的一種實驗方法，是一種利用高通量測序?qū)D(zhuǎn)座酶易接近核染色質(zhì)進行分析的方法。
通過高活性的 Tn5 轉(zhuǎn)座酶將測序接頭插入染色質(zhì)的開放區(qū)域，然后通過測序數(shù)據(jù)來推斷染色質(zhì)區(qū)域的可及性，并計算轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點和核小體的區(qū)域位置。
ATAC-seq通過繪制全基因組染色質(zhì)可及性圖譜，揭示細胞類型特異的表觀遺傳調(diào)控機制，目前已廣泛應(yīng)用于發(fā)育生物學(xué)、疾病研究（如癌癥異質(zhì)性）和藥物靶點篩選等領(lǐng)域。
服務(wù)優(yōu)勢
- 高靈敏度: ATAC-seq可以檢測到基因組中極少量的可及染色質(zhì)區(qū)域，使其在樣本資源有限的情況下也能獲得有意義的結(jié)果。
- 低樣本需求: 由于ATAC-seq需要的細胞數(shù)較少，特別是與其他染色質(zhì)可及性測序技術(shù)相比，可在稀有細胞樣本中應(yīng)用。
- 高通量測序: 使用高通量測序技術(shù)，ATAC-seq能夠同時分析數(shù)百萬個片段，提供全面的基因組范圍數(shù)據(jù)。
- 直接檢測開放染色質(zhì): 通過標(biāo)記開放染色質(zhì)區(qū)域，ATAC-seq直接反映了基因組的可及性，而不需要附加步驟。
- 快速實驗流程: 相比傳統(tǒng)的染色質(zhì)可及性測序方法，ATAC-seq的實驗流程簡化，減少了樣本處理時間。
- 較少的偏差: 由于ATAC-seq使用轉(zhuǎn)座酶進行標(biāo)記，相對于其他方法，它具有較少的偏差，更好地捕獲染色質(zhì)區(qū)域的可及性。
- 分辨率高: ATAC-seq可以提供較高的基因組分辨率，更精確地標(biāo)記和定位開放染色質(zhì)區(qū)域。
- 可提供與其他組學(xué)聯(lián)合分析思路；提供個性化分析方案。
服務(wù)流程
客戶提供
組織樣本/細胞
植物：活體/凍存組織>1g組織樣本/細胞，新鮮/液氮速凍30min,干冰寄
細胞：建議提供1*10^6個，凍存細胞
最終交付
- 數(shù)據(jù)基本處理與質(zhì)控
- 文庫插入片段長度分布
- 基因組測序深度累積分布
- 各樣品基因promoter（up2K）區(qū)測序深度分布
- Peak檢測
- Peak長度分布
- Peak深度分布
- 樣本生物學(xué)重復(fù) IDR 分析
- Peak在基因功能元件上的分布
- Peak相關(guān)基因
- Peak相關(guān)基因的GO功能顯著性富集分析
- Peak相關(guān)基因的pathway富集分析
- 樣本間差異peak檢測
- 樣品間差異peak在基因功能元件的分布
- 樣品間差異peak相關(guān)基因
- 樣品間差異peak相關(guān)基因的GO和KEGG富集分析
服務(wù)說明
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產(chǎn)品 |
測序數(shù)據(jù)量 |
平臺 |
周期（自然日，提取+測序分析） |
備注 |
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動物ATAC-seq |
15G |
illumina |
45 |
每組建議?少兩個?物學(xué)重復(fù) |
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植物ATAC-seq |
15G |
illumina |
45 |
每組建議?少兩個?物學(xué)重復(fù) |
案例展示
常見問題與解析 (Q&A)
ATAC-seq能夠捕獲所有的開放染色質(zhì)區(qū)域，而不僅僅是那些與特定因子結(jié)合的區(qū)域，它能夠?qū)ふ覙颖緝?nèi)的表觀遺傳變化。對于具有已知序列結(jié)合基序的蛋白質(zhì)，可以逐個細胞地識別在開放染色質(zhì)中富集到哪些基序。
冷凍細胞：需解凍后立即裂解，分離細胞核（凍存可能導(dǎo)致核膜損傷，需優(yōu)化裂解時間）。 組織樣本：需機械/酶解離后過濾去除碎片，通過蔗糖梯度離心純化細胞核。
相關(guān)資源
1、ATAC-seq的應(yīng)用
（1）基因組調(diào)控研究：
ATAC-seq可用于鑒定染色質(zhì)中開放的調(diào)控元件，如啟動子、增強子和轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點。通過在不同細胞類型或條件下進行ATAC-seq實驗，可以構(gòu)建細胞特異性的基因組調(diào)控圖譜，幫助我們理解基因表達調(diào)控的機制。此外，比較正常與疾病樣本的ATAC-seq數(shù)據(jù)還可發(fā)現(xiàn)與疾病相關(guān)的調(diào)控元件，從而揭示疾病發(fā)病的潛在機制。
（2）細胞分化和發(fā)育研究：
ATAC-seq可以跟蹤細胞分化和發(fā)育過程中染色質(zhì)可及性的變化。通過在不同發(fā)育時期或細胞分化狀態(tài)下進行ATAC-seq實驗，可以了解在細胞命運決定和特化過程中，哪些基因和調(diào)控元件發(fā)生了改變，從而更深入地了解細胞分化的分子機制。
（3）疾病機制研究：
ATAC-seq在研究疾病機制方面具有重要的應(yīng)用潛力。通過對正常和疾病樣本進行ATAC-seq分析，可以鑒定疾病相關(guān)的染色質(zhì)變化，并發(fā)現(xiàn)與疾病相關(guān)的調(diào)控元件和途徑。這有助于識別潛在的治療靶點和開發(fā)個性化治療策略。
（4）藥物篩選與藥物靶點發(fā)現(xiàn)：
ATAC-seq可以用于評估藥物對染色質(zhì)可及性的影響。通過對藥物處理后的細胞進行ATAC-seq實驗，可以發(fā)現(xiàn)藥物對基因組可及性的調(diào)節(jié)效應(yīng)，從而幫助篩選潛在的藥物靶點，優(yōu)化藥物治療方案。
（5）細胞異質(zhì)性分析：
復(fù)雜組織或細胞樣本中的異質(zhì)性是常見的，ATAC-seq可以用于分析細胞間的差異，鑒別不同細胞亞型或狀態(tài)。通過單細胞ATAC-seq技術(shù)，可以將ATAC-seq與單細胞測序相結(jié)合，深入了解細胞異質(zhì)性在不同生理和疾病條件下的變化。
（6）基因組結(jié)構(gòu)與功能研究：
ATAC-seq可以幫助研究基因組的三維結(jié)構(gòu)和功能區(qū)域，如染色質(zhì)環(huán)域和TAD邊界。通過與Hi-C等技術(shù)結(jié)合使用，可以揭示基因組結(jié)構(gòu)與功能之間的相互作用關(guān)系，深入理解染色質(zhì)的空間組織與基因調(diào)控之間的聯(lián)系。
2、ATAC-seq實驗步驟是一個復(fù)雜的流程，需要嚴(yán)格的操作和控制實驗條件，以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。以下是ATAC-seq實驗的一般步驟以及一些注意事項：
（1）實驗步驟：
● 細胞處理與核提取：
? 培養(yǎng)或處理細胞樣本，使其達到所需的狀態(tài)。
? 提取細胞核，通常采用細胞裂解和核提取的方法。
● 轉(zhuǎn)座酶反應(yīng)與適配體連接：
? 進行ATAC-seq的關(guān)鍵步驟之一是利用轉(zhuǎn)座酶反應(yīng)來標(biāo)記開放染色質(zhì)區(qū)域。此步驟需要優(yōu)化反應(yīng)條件和酶的濃度，確保轉(zhuǎn)座的效率和特異性。
? 在轉(zhuǎn)座酶反應(yīng)后，進行適配體連接，將測序適配體引入樣本中。
● DNA片段化：
? 使用聲波破碎等方法將轉(zhuǎn)座后的染色質(zhì)進行片段化，以得到適合測序的較短DNA片段。
● PCR擴增：
? 對片段化后的樣本進行選擇性擴增，以富集轉(zhuǎn)座區(qū)域，并降低其他不相關(guān)片段的影響。
? 避免PCR偏差，使用合適的PCR循環(huán)數(shù)，以保持相對均衡的片段豐度。
● 高通量測序：
? 準(zhǔn)備測序樣本，并使用高通量測序平臺對樣本進行測序，產(chǎn)生數(shù)百萬個短的DNA序列讀數(shù)。
● 數(shù)據(jù)分析：
? 將測序數(shù)據(jù)進行比對，將序列讀數(shù)映射到參考基因組上。
? 根據(jù)比對結(jié)果，識別可及染色質(zhì)區(qū)域，并進一步分析富集區(qū)域、差異區(qū)域等。
（2）注意事項：
● 樣本處理與實驗控制：ATAC-seq對樣本的處理和實驗條件要求嚴(yán)格，避免引入干擾因素和技術(shù)偏差。
● PCR偏差：PCR擴增可能會導(dǎo)致片段豐度的偏差，需要適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)分析策略來校正。
● 數(shù)據(jù)解釋復(fù)雜：ATAC-seq數(shù)據(jù)解釋需要綜合考慮多個因素，包括基因組結(jié)構(gòu)、調(diào)控元件與基因的距離、細胞異質(zhì)性等。
● 測序深度與數(shù)據(jù)存儲：適當(dāng)?shù)臏y序深度可以保證數(shù)據(jù)質(zhì)量和可信度，同時要注意存儲和管理大量的測序數(shù)據(jù)。
● 生物學(xué)驗證：ATAC-seq結(jié)果需要進行生物學(xué)驗證，如通過其他實驗技術(shù)如ChIP-seq或功能實驗來確認開放染色質(zhì)區(qū)域與基因調(diào)控的相關(guān)性。
