重温表观组学的研究利器——ATAC-seq技术

之前已经和小伙伴们介绍过ATAC-seq及其联合分析了，今天小编带领大家重温一下这项技术。

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ATAC简介：

ATAC-seq (Assay for Transposase Accessible Chromatin using sequencing) 2013首次发表于Nature Methods，是一种结合高通量测序技术的靶向开放染色质的研究方法。

在核小体连接致密的地方，转座酶不能进入，而松散的区域，转座酶能够进入并切割下暴露的DNA区域，并同时连接上特异性的接头，有接头的DNA片段被分离出来，用于高通量测序。因此，ATAC-seq可以得到全基因度尺度上处于开放状态的染色质区域，并且通过分析染色质开放区域的motif，可以获得潜在的活跃转录因子及其靶基因。

motif

Motif 是与某些蛋白质高亲和度的特定碱基序列，是研究基因表达调控机制的重要信息。基于染色质开放区域的motif，可推测其结合的转录因子等调控蛋白，并且可根据富集程度及关联基因的表达水平评估特定转录因子的活性。

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实验流程

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ATAC-Seq优势：

（1）灵敏性高：低细胞起始量（50万个）；

（2）操作简单：两步法，耗时短；

（3）实验重复性好：技术重复间表现出非常好的可重复性 (R=0.98)；

（4）能同时揭示开放染色质的基因组位置、DNA结合蛋白、转录结合位点的相互应用。

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应用方向：

（1）重大疾病发病机制：癌症、生殖系统、糖尿病等疾病发病机制；

（2）药物相关研究：药物作用机制、新药研发、耐药性及敏感性研究；

（3）潜在标志物预测：临床生物标志物发现、生物标志物功能研究；

（4）染色体结构研究：染色体开发性图谱绘制、核小体定位预测、转录因子结合位点分析。

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ATAC-seq多组学联合

多组学技术联合可以为我们提供遗传和体细胞突变、DNA甲基化、远端基因调控以及最终影响疾病发生发展、预后、治疗的基因表达变化之间的关键联系。

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样品要求

简单处理并标记后，应立即浸入液氮中速冻，之后保存于-80℃冰箱，以免实验操作前样品降解的可能性。

6.1 组织样本

1）获取样品组织：

动物：取下新鲜组织，立即剔除结缔组织和脂肪等杂质，用预冷的1×PBS溶液漂洗，将组织表面的残留血液冲洗干净。

植物：从植物体上，取下新鲜组织，取材后需用清水将材料表面的灰尘或泥土冲洗干净，吸干。

2）如果组织体积较大，应在冰上将组织切成小块薄片

3）将处理好的组织样本混合均匀保存于2ml或更大体积的旋盖冻存管中，每份动物>50mg，准确标记样品名称

4）迅速置于液氮中冷冻至少5min，然后转移至-80℃冰箱中保存

5）为确保实验的顺利，建议样品备份1-2份，动物>50mg/份，以防部分样品降解重新取材、制备或送样。

6）运送方式：将冻存管置于密封性好的塑料袋中，用胶布缠到冰袋上，并在泡沫盒中装入足量的干冰进行运输。

6.2 细胞样本

6.2.1 冻存运输方式

1）获取细胞样品

A. 贴壁细胞

将贴壁细胞用移液器缓慢地吹/刮至悬浮状，或采用胰酶或EDTA消化方法制备细胞悬液

B. 悬浮细胞

确定细胞生长状态良好

2）按照50万个细胞每管进行分装，准确标记后将分装好的细胞4℃、500G离心5min。（到公司后解冻，由我们再挑选5万个相对完整的细胞核进行实验）

3）小心吸去全部上清，加入500ul预冷的1×PBS溶液洗涤，4℃、500G离心5min。

4）小心吸去全部液体，加入1ml预冷的细胞冻存液，宽口枪头轻轻吹打细胞沉淀混匀。管壁标记样本名称。慢速梯度降温冻存。

5）梯度降温可参考：4度10min＞负20度30min＞负80度过夜＞液氮冻存。

6）将冻存管置于密封性好的塑料袋中，用胶布缠到冰袋上，并在泡沫盒中装入足量的干冰进行运输

7）为确保实验的顺利，建议样品备份1-2份，50万个/份，以防部分样品降解重新取材，制备或送样。

6.2.2 新鲜细胞活体运输

确定细胞生长状态良好，并且细胞数量足够（建议10^6以上）；用培养基填满整个培养瓶，避免运送时晃动造成损伤；培养瓶口用parafilm密封，并填充具缓冲能力的填料，减少运输晃动产生的损伤。培养瓶放置具有保温功能的容器中，寄送条件应当为保温。

6.3 全血样本

6.3.1 全血样品取样要求

血液采集后加入含EDTA或柠檬酸钠抗凝管中（因肝素钠抗凝会影响后续实验，故不建议用肝素钠抗凝），轻轻颠倒十次混匀，4℃正立放置，确保10天内运至实验室；

6.3.2 血液需求量

每一个样品，建议至少送样4ml。

6.3.3 全血取样注意事项（防止污染、溶血）

a. 取样前要做好消毒处理：包括取样部位、取样器材、取样者戴的手套等，防止所取血液样品被物种本身携带的细菌等污染物污染；

b. 准备柠檬酸钠或EDTA抗凝管（抗凝管有多种规格）；

c. 依据抗凝管的实际规格采取全血样品，比如：10ml规格的抗凝管可以取样10ml；

d. 取完血后，迅速轻柔颠倒混匀全血样品，保证血液与抗凝剂充分混匀；

e1.天气较热时：含有血液样品的抗凝管运输时使用冰袋低温运输，注意，冰袋不要与抗凝管直接接触，以防止血液冻凝；

e2.天气较冷时：含有血液样品的抗凝管运输时无需加冰袋运输；

通过这篇文章的介绍，希望能帮助您对ATAC-Seq技术有更新的认识。如果还有疑问，欢迎各位老师关注百迈客医学，可以随时随地与我们联系。

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文：瓦妮达

排版：市场部