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干貨 | 表觀組學到底怎么用??一文秒變表觀大佬,Chip-seq與ATAC-seq手到擒來!

2024-11-21

今天(tian),小(xiao)派(pai)介紹(shao)一(yi)下兩(liang)位表觀組(zu)學的(de)常(chang)客 Chip-seq與ATAC-seq,盡管(guan)這兩(liang)種技(ji)術在(zai)測序流程(cheng)和(he)數據處(chu)理方面(mian)具有(you)諸多共(gong)性,比如都涉及基(ji)因組(zu)mapping,peak calling,peak注釋(shi),差異(yi)(yi)peak分(fen)(fen)析(xi)(xi),motif分(fen)(fen)析(xi)(xi)等步驟,并且(qie)它們常(chang)與其他組(zu)學技(ji)術如 RNA-seq 結合(he),以揭示蛋白質調控基(ji)因機(ji)制。但兩(liang)者在(zai)研究目標和(he)實際應用方面(mian)有(you)明顯差異(yi)(yi)。小(xiao)派(pai)這就來跟大(da)家分(fen)(fen)享(xiang)一(yi)下他們的(de)技(ji)術原(yuan)理,以及在(zai)那(nei)些高分(fen)(fen)文章中他們是怎么大(da)展拳腳的(de)。文尾小(xiao)派(pai)還整理了表觀遺傳研究高分(fen)(fen)文章常(chang)見實驗(yan)技(ji)術和(he)聯用示例哦~。

一(yi).首先我們初步了解一(yi)下ATAC-seq和Chip-seq

ATAC-seq(Assay for Transposase-Accessible Chromatin using sequencing)是(shi)一(yi)種高通量測序技術,旨(zhi)在(zai)研究基(ji)因(yin)(yin)(yin)組(zu)中開放(fang)染色質(zhi)區(qu)域(yu)。該方法能夠(gou)快速、靈敏地識別(bie)出基(ji)因(yin)(yin)(yin)組(zu)上哪些區(qu)域(yu)的染色質(zhi)結構較(jiao)為松散,從而使得DNA更容易被蛋白質(zhi)因(yin)(yin)(yin)子如轉錄因(yin)(yin)(yin)子結合。

ChIP-seq(Chromatin Immunoprecipitation Sequencing)是一種高通量測(ce)序技術,專(zhuan)門(men)用于研究蛋白(bai)質與DNA之(zhi)間(jian)的(de)相互作用,能夠精確地識別特定蛋白(bai)質,例如轉錄因子和組(zu)蛋白(bai),在基因組(zu)中(zhong)的(de)結(jie)合(he)位點。

如果想進(jin)一步了解(jie)ATAC-seq和Chip-seq的實驗(yan)原理(li)以(yi)及分析結果上的差(cha)別,趕緊看(kan)看(kan)咱們往期詳(xiang)細講解(jie)的軟文(wen)哦!

CHIP-Seq的10問(wen)10答(da)(點擊查看)

一次(ci)過癮,你(ni)想要的ATAC這里都(dou)有(點擊查看)

二.ATAC-seq和ChIP-seq到底有啥區別?

Chip-seq是(shi)實驗前明(ming)確有一個(ge)感興趣的轉(zhuan)(zhuan)錄(lu)因(yin)子,根(gen)據(ju)目標轉(zhuan)(zhuan)錄(lu)因(yin)子設計抗體去做Chip-seq實驗拉DNA,驗證(zheng)感興趣的轉(zhuan)(zhuan)錄(lu)因(yin)子是(shi)否與(yu)DNA存在相(xiang)互(hu)作(zuo)用(yong);而ATAC-Seq一般用(yong)于(yu)不知(zhi)道特定的轉(zhuan)(zhuan)錄(lu)因(yin)子,是(shi)在全(quan)基因(yin)組范圍(wei)內檢(jian)測染色質的開放程度,可以(yi)得到全(quan)基因(yin)組范圍(wei)內的蛋白(bai)質可能結合的位點信息,用(yong)這個(ge)技術方法與(yu)其他方法結合是(shi)想去篩(shai)感興趣的調控(kong)因(yin)子。

三.那有沒有必要(yao)兩(liang)個組(zu)學測(ce)序都做呢?兩(liang)者是否需要(yao)聯用(yong)?

Chip-seq和ATAC-seq分別(bie)用(yong)于研究蛋(dan)白質-DNA相互作用(yong)和開(kai)放染(ran)色質區域,然而(er),為了獲得更全(quan)面(mian)和深入的生物學見解(jie),通常需(xu)要將這(zhe)些技(ji)術(shu)(shu)與(yu)其他(ta)測序技(ji)術(shu)(shu)和驗證實驗相結(jie)合,以串聯起整個實驗流程(cheng)。這(zhe)種多技(ji)術(shu)(shu)聯用(yong)的方法(fa)能(neng)夠提供多層次的數據,從而(er)更好(hao)地(di)理(li)解(jie)基因調控網絡、表觀遺傳(chuan)學機制以及細胞功能(neng)。

四.常見的組合分析方(fang)式

1、ATAC-seq+RNA-seq:

在常(chang)規(gui)思路中,RNA-seq通常(chang)優先于(yu)ATAC-seq進行(xing)實(shi)(shi)驗(yan)(yan),獲得(de)差異表達基(ji)因后(hou),后(hou)續可進一步運(yun)用ATAC-seq的motif分析(xi),對啟動子區域的染色(se)體開放性染色(se)質開放性發生(sheng)變化的差異基(ji)因進行(xing)深入探究(jiu),并識別出(chu)特(te)定的轉(zhuan)錄因子結合情況(kuang),基(ji)于(yu)這些(xie)分析(xi)結果,再進行(xing)后(hou)續的驗(yan)(yan)證(zheng)實(shi)(shi)驗(yan)(yan)。

另一個(ge)思路是(shi),通過ATAC-seq技術檢(jian)測染色質開(kai)放區域(yu)的(de)(de)DNA,初步看(kan)一下(xia)分布在基因(yin)啟動子(zi)區域(yu)的(de)(de)差異(yi)peak,隨后進行(xing)RNA-seq實驗,對(dui)差異(yi)peak注釋基因(yin)與RNA差異(yi)表(biao)達基因(yin)的(de)(de)交集(ji)進行(xing)功能分析,以(yi)揭示其(qi)潛在的(de)(de)生物(wu)學功能,最終(zhong),結合(he)實驗進行(xing)驗證(zheng),以(yi)確(que)保研究結果的(de)(de)準確(que)性。

2、ATAC-seq+Chip-seq+RNA-seq:

ATAC-seq之后需要做(zuo)Chip-seq來(lai)做(zuo)進一(yi)步(bu)的(de)(de)驗證。比如(ru)ATAC-seq得(de)到(dao)(dao)染色質(zhi)(zhi)開(kai)放區域的(de)(de)差異(yi)peak后,通(tong)過motif分析(xi)篩到(dao)(dao)了轉錄(lu)因(yin)子(zi),隨后利用Chip-seq可(ke)(ke)以(yi)精確地(di)定(ding)位這(zhe)些轉錄(lu)因(yin)子(zi)作用位點。這(zhe)一(yi)步(bu)用于揭示哪些轉錄(lu)因(yin)子(zi)通(tong)過與開(kai)放染色質(zhi)(zhi)區域的(de)(de)可(ke)(ke)及(ji)性(xing)的(de)(de)變(bian)化,進而對下(xia)游目標基(ji)(ji)因(yin)產(chan)生影響。最(zui)后可(ke)(ke)以(yi)通(tong)過RNA-seq確認可(ke)(ke)以(yi)驗證這(zhe)些轉錄(lu)因(yin)子(zi)靶向的(de)(de)基(ji)(ji)因(yin)中哪些基(ji)(ji)因(yin)表達發生了顯著變(bian)化,進一(yi)步(bu)探究這(zhe)些基(ji)(ji)因(yin)如(ru)何通(tong)過特(te)定(ding)的(de)(de)信號通(tong)路(lu)影響最(zui)終的(de)(de)表型(xing)變(bian)化。通(tong)過“染色質(zhi)(zhi)可(ke)(ke)及(ji)性(xing)變(bian)化-轉錄(lu)因(yin)子(zi)-靶基(ji)(ji)因(yin)-通(tong)路(lu)-表型(xing)”串聯起整個調控網絡。

五.項目文章

下(xia)面,小派將(jiang)為大家分享兩篇關于ATAC-seq和Chip-seq與其他技術(shu)聯用分析(xi)的項目文章(zhang)。這些文章(zhang)展(zhan)示(shi)了如何巧妙地將(jiang)這兩種(zhong)強大的技術(shu)與其他方法結合,共同(tong)攻堅克(ke)難,撥開重(zhong)重(zhong)迷霧,揭示(shi)出(chu)隱藏在(zai)復雜生(sheng)物現象背(bei)后的真相(xiang)。

項目文章一

CUT&Tag、ATAC-seq助力揭秘神經肽信號調控T細(xi)胞分(fen)化

(IF= 50.5)

文(wen)章題目:Neuropeptide signaling orchestrates T cell differentiation

文(wen)章期(qi)刊:Nature

技術手段:CUT&Tag、ATAC-seq、scRNA-seq、RNA-seq

技術路徑

主要(yao)研(yan)究(jiu)結果

CGRP-RAMP3-cAMP 軸激活 STAT1

為了深入理解CGRP如何誘(you)導TH1細(xi)胞(bao)(bao)程序,作者對(dui)經CGRP處理的(de)CD4+ T細(xi)胞(bao)(bao)進(jin)行了轉錄組和ATAC-seq分(fen)析(xi)。研究發(fa)現,在TH1或(huo)TH2細(xi)胞(bao)(bao)分(fen)化(hua)條件(jian)下,CGRP誘(you)導的(de)染色(se)(se)質(zhi)可(ke)及(ji)性(xing)和表達譜發(fa)生了變化(hua)(圖(tu)(tu)5a)。具體來說,對(dui)CGRP的(de)反應中TH1細(xi)胞(bao)(bao)早期調節(jie)基因如Il12rb2、Il18r1和Stat1的(de)表達上調(圖(tu)(tu)5b),這(zhe)些(xie)基因位點的(de)染色(se)(se)質(zhi)可(ke)及(ji)性(xing)也更高(圖(tu)(tu)5c、d)。這(zhe)表明(ming)CGRP通過改變染色(se)(se)質(zhi)的(de)可(ke)及(ji)性(xing),促進(jin)了TH1細(xi)胞(bao)(bao)的(de)早期調節(jie)基因表達,從(cong)而(er)促進(jin)TH1細(xi)胞(bao)(bao)的(de)分(fen)化(hua)。

CGRP增(zeng)加了(le)與IFNγ信號通路相(xiang)關(guan)的(de)基因(yin)的(de)染色質可(ke)及性,如(ru)(ru)Irf4、Irf8、Gbp7、Rap1a和(he)Socs1,在(zai)TH1和(he)TH2細(xi)胞條件下均是如(ru)(ru)此(ci)(圖5e)。同(tong)時,TH2細(xi)胞調節因(yin)子Gata3和(he)Il13在(zai)CGRP處理后失去了(le)染色質可(ke)及性(圖5f)。因(yin)此(ci),CGRP通過表觀遺傳重構(gou)調節TH細(xi)胞亞型分化。

在(zai)T細(xi)(xi)(xi)胞中(zhong),p-CREB和(he)ATF3都被CGRP誘(you)(you)導(dao)(圖(tu)5g),CREB在(zai)Atf3基因(yin)啟動子的結合位(wei)點通(tong)過(guo)(guo)CUT&TAG和(he)ChIP-qPCR檢測(ce)在(zai)T細(xi)(xi)(xi)胞中(zhong)得(de)到確認(圖(tu)5i)。CGRP增強的TH1細(xi)(xi)(xi)胞分化和(he)CGRP誘(you)(you)導(dao)的Stat1在(zai)Atf3缺陷的T細(xi)(xi)(xi)胞中(zhong)都被取(qu)消了(le)(圖(tu)5j),這表明(ming)CGRP通(tong)過(guo)(guo)ATF3誘(you)(you)導(dao)Stat1。作者進行了(le)ChIP-qPCR并(bing)發現ATF3結合到Stat1的啟動子區域(yu)(圖(tu)5k)并(bing)誘(you)(you)導(dao)Stat1基因(yin)表達。最后,CGRP誘(you)(you)導(dao)的TH1細(xi)(xi)(xi)胞早(zao)期調節因(yin)子(Stat4和(he)Il12rb2)在(zai)Stat1缺陷細(xi)(xi)(xi)胞中(zhong)被取(qu)消了(le)(圖(tu)5l)。總的來(lai)說,RAMP3-CREB-ATF3通(tong)過(guo)(guo)誘(you)(you)導(dao)關鍵轉(zhuan)錄因(yin)子STAT1來(lai)調節TH1細(xi)(xi)(xi)胞分化。

圖5:CGRP-RAMP3-cAMP通過表觀基因組重(zhong)塑和(he)STAT1激(ji)活增強TH1細胞(bao)分化(hua)

項(xiang)目文(wen)章一分析結(jie)果詳細結(jie)果可見(jian)往期軟文(wen):派(pai)森(sen)諾(nuo)客(ke)戶表觀組學研究成果榮(rong)登《Nature》!!!CUT&Tag、ATAC-seq助力揭秘神(shen)經肽信(xin)號調控T細胞分化

項目文章二

BRD9介導的(de)染色質重塑通過負反饋機制抑制破骨(gu)形成

(IF= 17.7)

文章題目:chromatin remodeling suppresses osteoclastogenesis through negative feedback mechanism

文章期(qi)刊:Nature Communications

技(ji)術手段:Chip-seq、ATAC-seq、RNA-seq

技術路徑

主要研(yan)究成果(guo)

BRD9通過(guo)干擾(rao)素-β 信(xin)號傳(chuan)導(dao)抑制破骨細胞(bao)生成(cheng)

在(zai)(zai)(zai)破(po)骨(gu)(gu)(gu)細胞與M-CSF和RANKL (MR+iBRD9) 和對照組(zu) (MR+vector) 分化過(guo)(guo)(guo)程(cheng)中,對BMDMs進行(xing)了mRNA測序。在(zai)(zai)(zai)生物過(guo)(guo)(guo)程(cheng)中,GO term主要富集在(zai)(zai)(zai)防御反(fan)應、對干(gan)擾素-β (IFN-β)和外部(bu)刺激的(de)(de)反(fan)應、免疫(yi)(yi)系統過(guo)(guo)(guo)程(cheng)(圖(tu)(tu)4b)。GSEA揭示了IFN-β 反(fan)應、乙酰膽(dan)堿(jian)受(shou)體信(xin)(xin)號和免疫(yi)(yi)受(shou)體活(huo)(huo)性在(zai)(zai)(zai)MR+iBRD9組(zu)被(bei)顯著下調,而核糖體生物發生、突觸傳(chuan)遞和rRNA加工被(bei)上調 (圖(tu)(tu)4c,d)。RANKL在(zai)(zai)(zai)破(po)骨(gu)(gu)(gu)細胞形成(cheng)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)中激活(huo)(huo)IFN-β,STAT1,STAT2,從(cong)而促進IFN-β 信(xin)(xin)號傳(chuan)導(dao) (圖(tu)(tu)4e)。而在(zai)(zai)(zai)iBRD9處理后,RANKL誘導(dao)的(de)(de)BMDMs中IFN-β 信(xin)(xin)號活(huo)(huo)性被(bei)下調 (圖(tu)(tu)4f)。我們認為BMDMs中brd9介導(dao)的(de)(de)IFN-β信(xin)(xin)號通(tong)路的(de)(de)可能(neng)負反(fan)饋調節破(po)骨(gu)(gu)(gu)細胞的(de)(de)形成(cheng)。

圖(tu)4:BRD9介導的(de)干擾素-β信號的(de)轉錄激活負調控破骨細胞的(de)形成

Stat1抑制(zhi)BRD9介(jie)導破骨細胞生成至關(guan)重(zhong)要

為了進一步(bu)闡明BRD9如何在RANKL誘導(dao)的破骨細(xi)胞生(sheng)成的負反饋過(guo)(guo)程(cheng)中參與轉(zhuan)錄(lu)調控,進行了ChIP 測序。KEGG富集(ji)分析揭(jie)示了BRD9的關鍵(jian)轉(zhuan)錄(lu)調控在信號轉(zhuan)導(dao)、信號分子(zi)和相(xiang)互(hu)(hu)作用以及(ji)免疫應答方面的富集(ji) 。蛋白(bai)質-蛋白(bai)質相(xiang)互(hu)(hu)作用 (PPI) 分析確(que)定了基因(yin)列表中的幾(ji)個關鍵(jian)樞紐基因(yin)可能是(shi)BRD9的直(zhi)接下游(you)靶標。通(tong)過(guo)(guo)一系(xi)列分子(zi)實驗,結果表明,BRD9通(tong)過(guo)(guo)直(zhi)接調控Stat1的啟動子(zi)和增強子(zi)活性來促進Stat1的轉(zhuan)錄(lu) (圖5)。

圖(tu)5:在(zai)破(po)骨細(xi)胞形(xing)成過(guo)程中,STAT1對(dui)于BRD9介導的負反(fan)饋調節至關(guan)重要

FOXP1與BRD9在Stat1轉錄調控上相互作用

為(wei)了研究BRD9的(de)染色質重塑功能(neng)以及(ji)可(ke)能(neng)促進(jin)BRD9在(zai)破(po)骨(gu)細胞形成(cheng)中(zhong)的(de)負面作用(yong)的(de)輔(fu)助因(yin)子,進(jin)行(xing)了ATAC-seq和motif分(fen)析(xi)。結果(guo)表(biao)明MXI1、SRY、Arid3a、ZNF354C、FOXP1與BRD9有潛在(zai)的(de)協(xie)同作用(yong)。共免疫沉淀 (IP) 證實了BRD9和FOXP1之(zhi)間的(de)相互作用(yong) (圖(tu)6)。利用(yong)慢(man)病(bing)毒載體進(jin)行(xing)了ChIP-qPCR和FOXP1敲低(di)實驗(yan),進(jin)一(yi)步驗(yan)證FOXP1對(dui)Stat1的(de)結合和轉錄調(diao)控功能(neng)(圖(tu)6k,I)。這些結果(guo)清楚地表(biao)明,在(zai)Stat1轉錄激活期間,FOXP1是BRD9的(de)關鍵輔(fu)因(yin)子之(zhi)一(yi),并且(qie)在(zai)破(po)骨(gu)細胞分(fen)化期間負反饋調(diao)節。

圖6: FOXP1與(yu)BRD9相互作(zuo)用,在破骨細胞形(xing)成過程中調節(jie)Stat1的轉錄

文(wen)章二分(fen)析結(jie)果(guo)詳細結(jie)果(guo)可(ke)見往期軟文(wen):【派森諾多組學項目文(wen)章】轉錄組+ChIP-seq+ATAC-seq共同揭(jie)示(shi)BRD9在破骨(gu)細胞形(xing)成過程中的負反(fan)饋機制

六(liu).表觀遺傳(chuan)研究高分文(wen)章常見(jian)實(shi)驗技(ji)術

(1)ChIP-qPCR (染色質免疫共沉淀定(ding)量PCR):

原理(li):通過特異性抗體捕獲與DNA結合的蛋白質,然(ran)后(hou)通過qPCR定量特定區域的富集程度。

應用(yong):驗證(zheng)ChIP-seq數據中(zhong)的(de)特定(ding)結(jie)合位點,或者在沒(mei)有進行(xing)全基因(yin)組(zu)測(ce)序的(de)情況(kuang)下,檢測(ce)特定(ding)區域的(de)蛋白(bai)質-DNA相互作用(yong)。

(2)Co-IP (共免疫沉(chen)淀):

原(yuan)理:使用一種特異性抗(kang)體捕獲(huo)目(mu)標蛋白及其相(xiang)互作用的伴侶蛋白,從而鑒定蛋白質復合物(wu)。

應用:研究蛋(dan)(dan)白質-蛋(dan)(dan)白質相互作用,特別是在表觀遺(yi)傳(chuan)調控(kong)復合(he)物的研究中非常有用。

(3)EMSA (電泳遷(qian)移率(lv)變動分(fen)析):

原理:通過凝(ning)膠電(dian)泳檢測蛋白質與DNA片段的(de)結合情(qing)況。

應用:驗證轉錄(lu)因子或(huo)其他(ta)蛋白(bai)質(zhi)與特定DNA序列的直接結合。

(4)DNase I 超敏感位點分析 (DNase I hypersensitivity site analysis, DHS):

原理(li):利用(yong)DNase I酶消化開放染(ran)色質區域(yu),然后(hou)通(tong)過Southern blot或PCR檢測。

應用(yong):識別和(he)定(ding)位開放染色質區域,這些區域通常是活性調節元件(jian)(如(ru)啟(qi)動(dong)子、增強子)。

(5)Bisulfite PCR:

原理:使用亞硫酸氫鹽處理DNA,將未甲基化的胞嘧啶(ding)轉(zhuan)化為尿嘧啶(ding),而甲基化的胞嘧啶(ding)保持不變,然后通過PCR擴(kuo)增并(bing)測序。

應用:檢測特定CpG位點的DNA甲基化狀態(tai)。

(6)Western Blot:

原理:通過電泳分離蛋(dan)(dan)白質,然(ran)后用特異性抗體(ti)檢測(ce)特定蛋(dan)(dan)白質的存在和表達水(shui)平。

應用(yong):驗(yan)證組蛋白修飾、轉(zhuan)錄因子或其他相(xiang)關蛋白質(zhi)的(de)表達水平。

(7)Reporter Assay (報告基因(yin)檢測(ce)):

原理:將感興趣(qu)的啟(qi)動子(zi)或(huo)增強子(zi)序列(lie)克隆到報(bao)告(gao)基因載體中,然(ran)后轉(zhuan)染細胞(bao)并(bing)檢測報(bao)告(gao)基因的表(biao)達。

應用:評(ping)估特定調(diao)控(kong)序列(lie)的功能(neng)和活性。

(8)過表達

原(yuan)理(li):通過將(jiang)目標基(ji)因(yin)的cDNA克隆到表達(da)載(zai)體中,然后將(jiang)該載(zai)體轉染到細(xi)胞(bao)中,使(shi)目標基(ji)因(yin)在細(xi)胞(bao)中高水(shui)平表達(da)。可(ke)以使(shi)用(yong)不同的啟(qi)(qi)動子(zi)來控制表達(da)水(shui)平,常用(yong)的有CMV(巨細(xi)胞(bao)病(bing)毒)啟(qi)(qi)動子(zi)和EF1α(延伸因(yin)子(zi)1α)啟(qi)(qi)動子(zi)。

應用:功(gong)能驗證:研(yan)究(jiu)特定基因或(huo)蛋白質(zhi)的功(gong)能,特別是在表(biao)觀遺傳調(diao)控(kong)中的作用。

機制研究(jiu):探索特定基(ji)因或(huo)蛋白質如何影響其他(ta)基(ji)因的表達、細胞(bao)周期、細胞(bao)分化等。

信號通路(lu)分析(xi):確定(ding)特定(ding)基因或蛋(dan)白質在信號傳導通路(lu)中的位置和(he)作用。

常用技術:質粒(li)轉染;病毒載(zai)體;CRISPR/Cas9

(9)敲除實驗(yan)

原理(li):通(tong)過(guo)基(ji)因(yin)編輯(ji)技(ji)術(shu)(如(ru)CRISPR/Cas9)刪除或(huo)失活(huo)目標基(ji)因(yin),使其無法表達。

可(ke)以實現完全敲(qiao)除(chu)(KO)或條(tiao)件性(xing)敲(qiao)除(chu)(Conditional KO),后者可(ke)以在特(te)定時間(jian)和/或特(te)定細胞(bao)類型中進行(xing)敲(qiao)除(chu)。

應用:功能驗(yan)證:研究特定基因或蛋(dan)白質在(zai)細胞功能和表(biao)觀遺傳調(diao)控中的必要性。

機制(zhi)研究:探索特定基因或蛋(dan)白質缺(que)失后對細胞行為、信號(hao)通路和其他基因表(biao)達的(de)影響。

疾病模(mo)型(xing):構(gou)建(jian)基因敲(qiao)除動物模(mo)型(xing),研(yan)究特定基因在疾病發(fa)生(sheng)發(fa)展中的作用。

常用技術:CRISPR/Cas9;Cre-LoxP系統。

七.聯用示(shi)例(li)

ChIP-qPCR + 過表達/敲除實驗(yan):

目(mu)的(de):驗(yan)證(zheng)特定(ding)轉錄因子(zi)或組蛋白修(xiu)飾(shi)酶在特定(ding)基因調(diao)控區域的(de)作用(yong)。

方法:先進行(xing)過表(biao)達或敲除實驗,改變目標基因的表(biao)達水平。

然后進行ChIP-qPCR,檢測(ce)特定調控區域的蛋(dan)白質(zhi)-DNA相互作用(yong)是否發生變化。

例如(ru),通(tong)(tong)過表達某個轉(zhuan)錄因(yin)子后(hou),通(tong)(tong)過ChIP-qPCR檢測其在靶基因(yin)啟動子區域的富集(ji)程(cheng)度是否增加。

Co-IP + 過(guo)表達(da)/敲(qiao)除實(shi)驗:

目的(de):驗證特定蛋(dan)白質與(yu)其他蛋(dan)白質的(de)相(xiang)互(hu)作用。

方法(fa):先進行過(guo)表達或敲除實驗,改(gai)變目(mu)標蛋(dan)白質的表達水(shui)平。然(ran)后進行Co-IP實驗,檢測目(mu)標蛋(dan)白質與(yu)其伴侶蛋(dan)白質的相互作用是(shi)否受到(dao)影響。

例如,敲(qiao)除某個組蛋白修飾酶后,通過Co-IP檢(jian)測其與特定轉錄因(yin)子的相互作用(yong)是否減弱。

通過(guo)這些聯用實驗(yan),研究人(ren)員可以更全面(mian)地(di)理(li)解(jie)特定(ding)基因(yin)或(huo)蛋白質在(zai)表觀(guan)遺傳調控中(zhong)的(de)作用及其對細胞功能的(de)影響。

八.最后小Tip

不(bu)同測(ce)序(xu)技(ji)術(shu)和結果(guo)(guo)整合起(qi)來(lai)仍然面(mian)臨(lin)一些挑(tiao)戰。多(duo)組學測(ce)序(xu)的高成本(ben)、結果(guo)(guo)的統一標準化難題以及不(bu)同實驗(yan)批次效應(ying)的干擾,都影響了數據(ju)的結果(guo)(guo)。

因此,在開(kai)展實驗(yan)研(yan)究之(zhi)前,若研(yan)究者對特定基(ji)因或(huo)(huo)轉(zhuan)(zhuan)錄因子感興(xing)趣,建議通過(guo)檢(jian)索(suo)相(xiang)關(guan)數(shu)(shu)據(ju)庫(ku)來探索(suo)潛在的(de)靶向關(guan)系。目前存在專門的(de)轉(zhuan)(zhuan)錄因子研(yan)究網站,可輸(shu)入相(xiang)應(ying)(ying)的(de)motif序(xu)列或(huo)(huo)基(ji)因序(xu)列,網站會(hui)找到相(xiang)對應(ying)(ying)的(de)轉(zhuan)(zhuan)錄因子(可能是其他人文章(zhang)驗(yan)證過(guo)的(de)或(huo)(huo)者預測的(de)),常(chang)見的(de)數(shu)(shu)據(ju)庫(ku)有以下幾個:

(1)AnimalTFDB:

提(ti)供了多(duo)種搜(sou)索(suo)(suo)瀏覽(lan)方式(Famliy、Species或(huo)自(zi)定義(yi)搜(sou)索(suo)(suo))、2個(ge)在線預測工(gong)具Predict TF和Predict TFBS。

網址://guolab.wchscu.cn/AnimalTFDB4//#/

(2)PlantTFDB:

包含了從(cong)165個物(wu)種中預測(ce)的320370個TFs,并將(jiang)其(qi)分成(cheng)58個Family。

網址://planttfdb.gao-lab.org/index.php

(3)dbCoRC:

dbCoRC是第(di)一(yi)個全面的交互式(shi)CRC數據庫,也是核心(xin)啟動因子數據庫。

網址(zhi)://cistrome.org/db/#

(4) TRRUST:

TRRUST是一個人工注釋的(de)轉錄(lu)調控網絡(luo)數據庫,不(bu)僅(jin)包含轉錄(lu)因(yin)(yin)子對應的(de)靶(ba)基因(yin)(yin),也包含了(le)轉錄(lu)因(yin)(yin)子間的(de)調控關系(xi),并且提供(gong)的(de)TF-target互(hu)作(zuo)信息。

網址://www.grnpedia.org/trrust/

(5)TransmiR

TransmiR是(shi)收集轉(zhuan)錄(lu)因子(TF)-microRNA(miRNA)的數據庫(ku),通過它我們(men)可以(yi)找(zhao)到TF和(he)miRNA之間的調控關系(xi)。

網(wang)址(zhi)://www.cuilab.cn/transmir

項目(mu)文(wen)章一原(yuan)文(wen)索引:

//doi.org/10.1038/s41586-024-08049-w

項目文(wen)章二原文(wen)索引

//www.nature.com/articles/s41467-023-37116-5