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産品服務

Sequencing services

ATAC-Seq

       華大基因依托BGISEQ-500平台強大的測序實力,推出性價比超高的表觀組學研究利器ATAC-Seq(Assay for Transposase-Accessible Chromatin using Sequencing)。該技術通過改造後活性極高的轉座酶介導,對染色質結構開放區域進行捕獲測序,僅需少量細胞便可獲得實時全基因組活性調控序列信息,廣泛應用于轉錄因子結合分析、核小體定位、活性調控元件分布等研究,在表觀遺傳機制研究領域有廣闊的應用前景。

圖01

圖1  ATAC-Seq示意圖

技術優勢

快速  實驗流程精簡,交付周期更短

微量  所需細胞量少(低至數百個細胞),适用于臨床樣本

準确  技術重複性好,與同類技術及同類測序平台一緻性高

全面  獲得信息量大(全基因組調控活性圖譜、全轉錄因子結合圖譜)

超值 依托華大基因BGISEQ-500平台強大的測序實力,超高性價比


哺乳動物胚胎細胞染色質結構開放圖譜研究[1]

案例描述: 目前表觀基因組技術的一些限制條件,如實驗複雜性等,妨礙了染色質可接近性研究在許多實驗和臨床開發中的應用。很難對少量細胞(如胚胎細胞)染色質狀态進行研究,ATAC-seq的技術(轉座酶介導的染色質開放性測序),是一種快速和靈敏的表觀基因組學研究方法,隻需要少量細胞即可捕全基因組活性調控序列。來自清華大學生命科學學院、北京大學等機構研究人員,使用ATAC-Seq和RNA-Seq等技術,檢測了早期胚胎發育過程中各時期染色質結構開放區域的動态變化,發現不同時期的細胞開放區域的動态變化情況,并得到胚胎發育時期關鍵轉錄因子。

影響因子:40.137

樣本選取:小鼠早期胚胎各時期,2個重複

研究成果:

   1)得到早期胚胎各時期細胞染色質開放序列信息;

 

圖1 小鼠着床前胚胎細胞染色質開放性可視圖 

   2)找到各時期調控元件分析及轉錄因子,結合RNA-Seq數據找到關鍵調控因子。

  

  圖2 各時期關鍵調控元件及轉錄因子預測結果

 

參考文獻:

[1]Wu J, Huang B, et al.The landscape of accessible chromatin in mammalian preimplantation embryos. Nature. 2016 Jun.L

[2]Thurman R E, Rynes E, Humbert R, et al. The accessible chromatin landscape of the human genome. Nature.2012 Sep.

[3] Greenleaf WJ, et al.Transposition of native chromatin for fast and sensitive epigenomic profiling of open chromatin, DNDNA-binding proteins and nucleosome position . Nat Methods.2013 Dec.

[4] Buenrostro J D, Wu B, Litzenburger U M, et al. Single-cell chromatin accessibility reveals principles of regulatory variation. Nature.2015 July.

[5] Sen DR, Kaminski J, et al. The epigenetic landscape of T cell exhaustion. Science. 2016 Dec.

[6] Qu K, Zaba L C, Satpathy A T, et al. Chromatin Accessibility Landscape of Cutaneous T Cell Lymphoma and Dynamic Response to HDAC Inhibitors. Cancer Cell. 2017 July.

[7] Corces M R, Trevino A E, Hamilton E G, et al. An improved ATAC-seq protocol reduces background and enables interrogation of frozen tissues. Nature Methods. 2017 Aug.

 


1、全基因組調控活性圖譜分析

    染色質結構的改變對細胞的命運會産生極大的影響,染色質結構開放程度影響蛋白結合程度,開放程度也直接反映了染色質轉錄活性,因此,對特定時間空間下染色質開放區域進行捕獲,獲得全基因組調控活性區域信息,對基因表達調控網絡研究具有重要意義。

通過 ATAC-Seq數據分析,可以獲得高置信度的染色體結構開放區域。結合reads分布和 Peak檢測結果,繪制出每個樣品在整個基因組水平上的調控活性圖譜。


圖1 全基因組調控活性圖譜

 

2、核小體定位預測

    由DNA和組蛋白形成的核小體是構成真核細胞染色質的基本結構單位,每個核小體由146bp的DNA纏繞組蛋白八聚體約1.65圈形成,核小體與核小體之間通過20-50bp的連接DNA相連,DNA與組蛋白的結合并不是固定不變的,沒有核小體結合的DNA區域易于各種調節蛋白的接近和結合。在基因組上核小體位置的精确确定稱為核小體定位,它的定位變化總是伴随着基因從抑制到轉錄狀态的轉變,核小體定位在轉錄調控、DNA複制和修複等多種細胞過程中有重要研究價值,也是目前表觀遺傳學研究的熱點。結合核小體結構特征和ATAC-Seq插入片段分布進行分析,将插入片段105bp以内的片段判定為NFR區域(核小體缺失區域),将105-250bp插入片段判定為核小體分布區域,進而對核小體進行精準定位。

  

圖2 核小體結構結構           圖3 核小體定位預測模型


 樣品要求

•  樣品類型:細胞系樣品

•  樣本起始量:建庫起始量500-50000個,為保證實驗成功率,建議所送細胞量大于1×106

推薦數據

•  推薦數據量:≥50M clean reads

•  測序策略:BGISEQ-500平台 PE50


Q1:ATAC-Seq與其他染色質可接近性測序有什麼區别?

ATAC-Seq對樣本起始量需求更少(500-50000),獲取的信息更多,不但可做全基因組活性圖譜,還可以做核小體定位和轉錄因子結合分析。

Q2:客戶送樣前有哪些需要注意?

ATAC-Seq對細胞活性要求較高,送樣前最好檢測下細胞活性,盡量送活性(大于70%)較高的新鮮細胞,組織樣本需先處理成細胞懸液, 組織樣本也可承接,但需要提前評估。

Q3:如果樣本細胞數量達不到送樣要求,是不是一定不能做?

不是,ATAC-Seq建庫一般細胞起始數量範圍為:500-50000個細胞,具體起始量與細胞活性及細胞類型相關,甚至可做到單細胞水平,所以即使客戶樣本的細胞數量達不到送樣要求,并不代表一定不能建庫,隻是相對來說,細胞數量足夠的樣本,成功率更高。

Q4:除了PE50測序策略,是否可以做其他測序策略?

可以,但根據文庫特征,大部分插入片段分布在100bp左右,PE50為最佳測序策略,如客戶選擇其他測序策略,影響到測序質量或信息分析結果,後果由客戶自己承擔。

 


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