ATAC-Seq——表观遗传领域的新宠

ATAC-seq的全称是Assay for Transposase-Accessible Chromatin with high throughput sequencing，是一种基于DNA转座酶的结合高通量测序技术，对染色体（质）开放性进行研究的一种创新性技术。
染色质其实本质上是DNA与蛋白质结合，也就是核小体的多重紧密螺旋压缩而成。而DNA需要复制或者转录的话都需要打开这个紧密的结构，从而让相关的转录因子、调控子、核酸酶等结合DNA。这部分被打开的染色质，就叫开放染色质区域（Open Chromation region,OCR）。开放染色质允许调控因子结合的特性称为染色质的可接近性（Chromatin Accessibility）。

染色质的开放性的特征反应了染色体转录的活跃程度，结合其他DNA修饰信息，在特定条件下的染色质开放，会暴露大量的基因表达调控信息，为各种蛋白结合位点新发现提供方向，甚至可以对初生组织、细胞、临床样本等基于不同的染色质开放性信息进行分类分型。
这项技术的关键是依赖带有已知DNA序列的Tn5转座酶复合物，相当于在开放性区域对DNA进行标签插入，再经过对已知DNA序列的PCR扩增，得到不同的DNA片段，建库以及高通量测序分析，即可得到开放染色质信息。测序结果可以用于判断区域的可接近性是否增加，也可以看转录因子结合区域和核小体的位置。另外，测序结果中包含大量的转录起始的Motif信息，这些Motif信息可以在数据库中找到对应的调控转录因子，为下游实验设计提供方向。

这项技术的出现对表观遗传领域的探索起了重要意义，简化了传统的繁琐的基因层面的分析，达到了全基因组范围内的表观基因组学分析，且在广度和精度上，相比于Ch-IP、DNase-seq、MNase-seq、FAIR-seq等其他研究方法来说，测序深度更深、分辨率更好，对样本量的要求也大大减少，时间上也只需要几个小时即可。
目前来看，这项技术的应用还有很大的发展空间，除了常规的癌症、糖尿病等发病机制的研究外，还涉及许多药物作用机制、新药研发、耐药性、敏感性、临床标志物及生物标志物功能研究；甚至对染色质结构上的研究也有针对性的解决方案，包括染色体开发性图谱绘制、核小体定位、转录因子结合位点分析等等。对染色质进行的全面描绘，也是空间组学技术的一大重要突破口，是人类对基因调控机制理解的进一步加深。

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