ATAC-seq整体服务
项目简介
ATAC-seq整体服务
如果将一个人类细胞的染色体DNA拉成直线，那么长度将超过6英尺；如何将这些DNA装进只有5uM大小的细胞核中，是细胞面临的一个巨大的拓扑学挑战。所以，真核细胞DNA经过折叠组装成为核小体，再进一步包装成染色质；而每个细胞中的这60亿碱基，只有小部分是转录元件可接近的，具有生物学活性，能与转录元件结合开始合成RNA，其他DNA都被螺旋折叠，藏在凝聚的染色质中。因为染色质结构的这些变化需要许多专门的复合物进行协调，这些物理上的可接近性编码了生物学状态的长久物理记忆，决定了细胞的调控图谱。
ATAC-seq技术原理 - 图示
A, ATAC-seq文库构建示意图。转座子只能插入开放的染色质DNA，所以利用Tn5转座酶，将携带测序标签的转座复合物加入到细胞核中，后续利用标签进行PCR扩增，即可识别开放染色质；
B, 转座后成为DNA片段。在72°C延长，与adapter连接，在扩增，随后PCR扩增出来的序列就包含了adapter、共有序列末端、测序标签。
技术原理
ATAC-seq技术原理
表观问答
为什么要研究开放的染色质？
染色质开放性是指真核生物染色质DNA和转录因子等蛋白能否结合的开放程度，这一特性反映了染色质转录活跃程度，结合其他DNA修饰（如甲基化）信息，特定条件下的染色质开放性变化可以提供大量的基因表达调控信息，为各种蛋白结合新位点的发现指明方向。还可分析初生组织和细胞（如胰岛β细胞）、临床患者样本，基于染色质开放性特征对患者和样品进行分类。
Epi™ ATAC-seq：高效、高敏感度、完整的“调控组学”分析
ATAC-seq (Assay of Transposase Accessible Chromatin with High-throughput sequencing)，即染色质开放性检测，利用转座酶研究染色质可进入性的高通量测序技术。表观生物最新推出优化的Epi™ ATAC-seq技术，利用DNA转座酶取代传统研究开放染色质区域使用的DNA酶，准确率与传统方法一致，且重复性更高，只需少量细胞/组织，就能完成高质量的测序，是目前研究染色质开放性的最优策略。
测序方案是什么？
1. 测序平台：Illumina HiSeq X10/ Nova
2. 测序模式：PE 150
3. 测序数据量： 12G
应用与优势
送样要求
样品分组 ：1. 常规要求至少2组样品，包括对照组和实验组。 2. 样本数建议：3 VS 3。
活细胞
样本类型
50000
细胞数量
人、大小鼠
样本物种
分析内容
第一行sample A571及第二行sample A572来自于ENCODE数据（ENCDO000AAZ）；第三行sample A及第四行sample B为本公司实测数据。样品均为A549细胞。
实测数据 1
ENCODE ATAC-seq数据与表观生物实测数据峰图比较
以上数据对比显示，本公司优化的Epi™ ATAC-seq实验技术可明显降低数据背景，获得染色质开放区域更高信号强度，并且在TSS区域显示更加明显的富集效果。
实测数据2
图2 A549细胞ATAC-seq Reads在TSS上的分布图 A图为ENCODE数据TSS分布图，B图为本公司实测数据TSS分布图。
人类肠道微生物群落和宿主的相互作用，影响着生物功能、代谢以及免疫功能。有假说认为肠道微生物诱导宿主细胞发生表观遗传学变化，改变染色质开放性，让基因表达失衡，于是这项研究对小鼠肠道αβ+和γ δ+ 上皮内淋巴细胞进行了ATAC-seq染色质开放性检测，通过鉴定毗邻普通增强子和超级增强子的基因，揭示了被微生物印象的信号通路网络、代谢通路和增强子相关转录因子。这项研究的结果证明研究遗传修饰，有助于研究宿主免疫细胞系中的微生物群落相关的功能特征。
案例原文：Semenkovich NP, Planer JD, Ahern PP, et al. Impact of the gut microbiota on enhancer accessibility in gutintraepithelial lymphocytes. Proc Natl Acad Sci U S A. 2016 Dec 20;113(51):14805-14810.
参考案例1
Semenkovich NP. PNAS 2016. 肠上皮内淋巴细胞的微生物对增强子开放性的影响.
研究者利用ATAC-seq，比较原发性和肝转移性的小细胞肺癌细胞之间的差异，样本分别来自于4只小鼠重复共计8个样本，发现NFI家族转录因子富集在差异的染色质开放位点中，表明NFI家族转录因子参与调控肿瘤细胞转移。在染色质高开放性位点区域伴随着Nfib拷贝数量增大，且Nfib在侵袭性原发性肿瘤和转移性肿瘤内高表达，Nfib表现出维持染色质及远端调控区域开放和促进神经基因表达的功能，说明了Nfib对促进癌细胞增殖和迁移的重要作用及调控机制。
案例原文：Denny SK, Yang D, Chuang CH, et al. Nfib Promotes Metastasis through a Widespread Increase in Chromatin Accessibility. Cell. 2016 Jul 14;166(2):328-342.
参考案例2
Denny SK. Cell 2016. Nfib通过提高染色质开放性促进肿瘤转移