染色质开放性(Chromatin Accessibility):在真核生物细胞中,DNA与组蛋白结合形成核小体,核小体再进一步折叠压缩形成染色质。DNA复制或转录时,染色质紧密结构被打开,称为开放染色质(Open Chromatin);未开放区域为封闭染色质(Closed Chromatin)。同时,开放区允许反式作用因子与启动子、增强子、绝缘子、沉默子等顺式调控元件相结合。这种允许调控因子结合的特性称为染色质的可及性或染色质的开放性。
图1 近10年PubMed收录的利用染色质开放性检测技术发表的文献数统计
ATAC-seq技术逐步走向成熟
染色质开放性检测技术自2013年推出以来,使用该技术的文献逐步增加,2023年已有600余篇,其中不乏Nature、Science等顶级期刊杂志。就染色质开放性检测技术的应用方式,以肿瘤发生的转录因子及其调控机制研究为例,简单了解一下它的常见应用思路。
图2 肿瘤发生的转录因子及其调控机制研究流程示意图
产品特点
近岸蛋白ATAC-seq实验方案2.0(目录号:N248),含有全套染色质开放性检测试剂。
产品优势:
1.兼容性好:兼容多种动植物细胞投入;
2.灵敏度高:500至50,000个细胞均能获得优良结果;
3.酶活性高:优化后的酶试剂活性更高,下机数据信噪比更高,重复性更好;
4.实验更便捷:优化后的试剂使用更方便,从细胞到文库仅需3h。
ATAC-seq实验方案2.0流程示意图
图3 ATAC-seq实验方案2.0流程示意图
1. 细胞核制备
裂解细胞,制取细胞核。高灵敏度ATAC-seq实验方案2.0(目录号:N248)最低兼容500个细胞进行实验,且提供常用的基础细胞裂解液,适用于人源、鼠源的细胞系;同时,对于其他非实验室培养细胞系的裂解,也可参照相关文献,在基础细胞裂解液中添加相应的成分从而达到更好的裂解效果。高质量的细胞核是实验成功的基础,也是染色质开放性实验最关键的步骤。
2. 片段化
打断基因组,获取目的片段。此模块需包含一个孵育测序接头的转座酶,近岸蛋白ATAC-seq实验方案2.0内含特殊优化的转座体,灵敏度更高,可实现500-50,000个细胞建库,下机数据分布清晰、信噪比高、特异性强。
图4 染色质开放性检测试验结果
3. DNA提取
片段化之后,可以选择性的进行DNA提取。近岸蛋白ATAC-seq实验方案2.0中提供小片段DNA提取磁珠(目录号:N245),该磁珠能够完整的保留40-100bp的小片段。
图5 磁珠分选对比结果
4. 扩增
将提取产物PCR扩增,加入试剂盒中配套的Index连到产品片段上。优化后的2×HiFi AmpliMix扩增酶能够更好地、无偏好性地完成文库扩增,获得更优质的结果。
图6 文库结构示意图
5. 文库纯化
扩增后的文库可直接使用试剂盒中的纯化磁珠(目录号:N240)纯化,纯化后的产物可直接用于二代测序。
数据展示
投入500、5,000、50,000个K562细胞,使用ATAC-seq实验方案2.0进行染色质开放性检测。
IGV结果如图所示:
TSS富集热图结果如图所示:
实验结果表明,近岸蛋白ATAC-seq实验方案2.0能够对不同投入量的细胞产生相似的结果,下机数据信噪比高,重复性好。