2021-03-29
前面幾期給大家介紹了(le)單細胞轉錄組測序以及空間轉錄組，單細胞產品的(de)家族可(ke)不(bu)僅(jin)僅(jin)只有這兩位成員(yuan)哦，今天要引薦給大家的(de)是我們的(de)單細胞 ATAC-seq（Assay for Transposase Accessible Chromatin Using Sequencing）。
什(shen)么是單細(xi)胞 ATAC-seq？ 單(dan)細(xi)胞 ATAC-seq 就是在(zai)單(dan)細(xi)胞水平進行染色質可(ke)及性研究的(de)手段，通(tong)過轉座(zuo)酶 Tn5將細(xi)胞核(he)內的(de)DNA進行切割并插入測(ce)序接頭(tou)，同時(shi)也可(ke)將自身結合的(de)一(yi)段序列隨(sui)機插入到基因(yin)組(zu)中(zhong)，最終通(tong)過測(ce)序數(shu)據(ju)來(lai)推斷(duan)染色質可(ke)及性。 為什么要研究(jiu)開放染色質？ 我們以人(ren)的(de)基因組為例，每個組蛋白八聚體(ti)上纏繞有146個堿基對的(de)DNA。連接核(he)(he)小(xiao)體(ti)與核(he)(he)小(xiao)體(ti)之間的(de)DNA序列稱(cheng)為連接序列（Linker DNA）。活細(xi)(xi)胞中(zhong)染(ran)(ran)(ran)(ran)色質(zhi)的(de)結(jie)(jie)構總是(shi)(shi)處(chu)在動態(tai)變(bian)化中(zhong)，在不(bu)同類型的(de)細(xi)(xi)胞中(zhong)，或在不(bu)同的(de)生理條件和外界刺激下，細(xi)(xi)胞核(he)(he)中(zhong)染(ran)(ran)(ran)(ran)色質(zhi)呈現不(bu)同的(de)結(jie)(jie)構和狀態(tai)。如(ru)果(guo)(guo)核(he)(he)小(xiao)體(ti)緊湊(cou)Linker DNA較(jiao)短，則是(shi)(shi)封(feng)閉染(ran)(ran)(ran)(ran)色質(zhi)，如(ru)果(guo)(guo)核(he)(he)小(xiao)體(ti)松散Linker DNA裸露，則是(shi)(shi)開(kai)放(fang)染(ran)(ran)(ran)(ran)色質(zhi)。這些結(jie)(jie)構和動態(tai)變(bian)化就(jiu)是(shi)(shi)染(ran)(ran)(ran)(ran)色質(zhi)可及性的(de)變(bian)化，也叫(jiao)做開(kai)放(fang)染(ran)(ran)(ran)(ran)色質(zhi)區域的(de)變(bian)化。 轉(zhuan)(zhuan)錄(lu)因子可(ke)以(yi)識別DNA上(shang)的motif從(cong)而結合(he)在(zai)DNA上(shang)，而Motif想(xiang)要被(bei)識別，一定得(de)在(zai)開放(fang)染色(se)質區域上(shang)。開放(fang)染色(se)質可(ke)以(yi)與(yu)轉(zhuan)(zhuan)錄(lu)因子（TFs），CCCTC-結合(he)因子，啟動子，轉(zhuan)(zhuan)錄(lu)阻抑(yi)物等基因組調控元件結合(he)，從(cong)而反(fan)映染色(se)質轉(zhuan)(zhuan)錄(lu)活躍程度。開放(fang)染色(se)質的研(yan)究結合(he)DNA修飾信息(xi)（比如甲基化等），揭示在(zai)特定條件下(xia)大量的基因表達調控信息(xi)，可(ke)以(yi)從(cong)轉(zhuan)(zhuan)錄(lu)上(shang)游位(wei)置理(li)解轉(zhuan)(zhuan)錄(lu)調控網絡。 單細胞ATAC-seq有哪些(xie)應用(yong)？ 1、探索(suo)由表觀(guan)遺(yi)傳變(bian)化引起(qi)的細胞異質(zhi)性； 2、更好地(di)了解基因表達上游的基因調控網(wang)絡； 3、定義細胞類(lei)型和狀態從而用于譜系和發育追(zhui)蹤； 4、加速生物標(biao)志(zhi)物的開(kai)發。 ●代(dai)表性文章● 題目：A Single-Cell Atlas of In Vivo Mammalian Chromatin Accessibility 期刊：Cell 年份：2018 影響(xiang)因子：36.22 文章對13個成(cheng)年(nian)小鼠組織(zhi)的約100000個單細胞(bao)進行ATAC測序分析，鑒定出85種不同的染色體可接近(jin)性模式及近(jin)400000個差異可接近(jin)性元件，為哺乳(ru)動(dong)物細胞(bao)亞群基因調控相關的深入(ru)研究提供了依(yi)據。 圖一 取樣和實(shi)驗流程圖 圖二 細(xi)胞差異性(xing)Peak的聚類分析 圖三 造血過程中染色質可接(jie)近性動態(tai)變化 圖四(si) TF motif分析
