ATAC-seq分析干货-1

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作者 | Arno

审稿 | 童蒙

编辑 | amethyst

ATAC-seq技术由于其要求细胞量少，实验简单、快速、高效且应用范围广，是近年来转录调控、表观遗传修饰研究的一项重要的技术手段。近两年应用ATAC-seq方法发表的文章数量也是飞速上升，可见ATAC-seq的火爆程度。现在，如果你还不了解ATAC，还不抓紧学起来！今天我们先来学习一下ATAC-seq相关的背景介绍。

在介绍ATAC-seq之前，不得不提的就是染色质可及性的概念。大家知道，真核生物的DNA会与组蛋白结合形成核小体，核小体进一步压缩折叠形成具有高级结构的染色体，染色体的高级结构在细胞周期的不同的时期压缩折叠程度不同，间期比较松散，此时的状态被称为染色质，用于和中期高度压缩的染色体进行区分。

研究者发现DNA内切酶可以对染色质进行切割，这些切割位点称为DNA超敏感位点。DNA超敏感位点位于没有组蛋白包裹的DNA片段上，这些位点的分布往往具有一定的规律性——切割后的DNA片段都在100-200bp左右。这些可以被切割下来的裸露的100-200bp的DNA片段称为开放染色质。后期进一步的研究发现，开放染色质通常是转录因子、增强子、绝缘子或者其他调控蛋白结合的片段，结合的过程仿佛是触发了细胞内的开关，可以影响细胞内基因复制以及调控基因的转录活性。DNA的这种被结合的特性称为染色质的可及性（chromatin accessibility）。

染色质的可及性是近些年的研究热点。由于染色质的开放程度是动态变化的，这种变化是影响基因表达调控的关键决定因素，在细胞分化、发育以及各类疾病的发生发展研究中具有重要的作用。

目前研究染色质可及性的方法总结主要有以下几种技术：MNase-seq、DNase-seq、FAIRE-seq、NOMe-seq以及ChIP-seq和ATAC-seq技术。

ATAC-seq(Assay for Transposase-Accessible Chromatin with highthroughput sequencing)，利用超活性的Tn5转座酶容易结合在开放染色质的特性，通过Tn5酶切割基因组，在对切割下来的序列形成的转座酶复合物上，连接测序的barcode，构建成测序文库，并对测序文库进行测序，获得结合区域相关信息。

良好的实验设计以及操作是ATAC-seq成功的关键，关于实验策略有如下建议 [8] ：

背景中介绍到，用来结合转录因子的染色质开放区域一般为100-200bp的小片段。随着测序技术的发展，我们ATAC-seq进行的高通量测序的策略一般是PE150（之前大部分为SE50），因此双端测序能测的插入片段大约在350bp左右。在这种情况下，我们实际测出的reads会把Tn5酶捕获到的片段测通，为了最大程度的利用测序数据，我们在数据清洗过程中一般会用Trim的形式进行过滤，即将reads中判断为接头的部分截取掉。

“春天”脚步已近! 一起进步～

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