ATAC-seq

服务简介

ATAC-seq（Assay for Transposase-Accessible Chromatin using sequencing，转座酶可及性染色质测序）是一种快速、灵敏的检测全基因组染色质开放性的技术。该技术利用高活性的Tn5转座酶，优先插入到染色质开放区域（即核小体缺失区域），通过测序识别这些转座酶可及性位点，从而绘制全基因组范围的染色质可及性图谱。

染色质可及性是基因转录调控的重要前提。开放染色质区域通常包含启动子、增强子、绝缘子等顺式调控元件，是转录因子和调控蛋白结合的关键位置。ATAC-seq能够全面鉴定这些调控区域，解析基因表达调控的“开关”机制。

我们提供从细胞/组织样本处理、Tn5转座酶建库、高通量测序到生物信息学分析的一站式ATAC-seq服务，助力表观遗传调控、转录调控机制及疾病研究。

技术原理

1、ATAC-seq的核心是利用高活性的Tn5转座酶对染色质开放区域进行标记和片段化：

2、细胞裂解与转座反应：将细胞裂解，释放细胞核，加入预装了测序接头的Tn5转座酶复合物。Tn5转座酶优先插入到染色质开放区域（无核小体保护的DNA区域），同时将接头连接到DNA片段两端。

3、DNA纯化与文库扩增：回收被标记的DNA片段，通过PCR扩增引入index和测序必需的序列。

4、高通量测序及其数据分析

ATAC-seq所需细胞量少（可低至几百个细胞），操作简便，重复性好，已成为染色质可及性分析的首选方法。

技术优势

✅ 低起始量：仅需500-50,000个细胞即可完成建库，适用于稀有细胞和临床微量样本

✅ 操作简便快速：从细胞到文库仅需3-4小时，避免长时间操作导致的染色质状态变化

✅ 高信噪比：Tn5转座酶特异识别开放区域，背景低，重复性好

✅ 全基因组覆盖：无偏检测启动子、增强子、绝缘子等所有开放染色质区域

✅ 可兼容单细胞：拓展至单细胞ATAC-seq（scATAC-seq），解析细胞异质性

✅ 多维度信息：可同时获得核小体定位、转录因子结合足迹等调控信息

实验流程

1、样本准备

1）细胞样本：贴壁细胞消化后计数，悬浮细胞直接离心收集。推荐细胞数：5×10⁴ ~ 5×10⁵个。

2）组织样本：新鲜组织解离成单细胞悬液，或直接使用冷冻组织进行细胞核提取。

3）细胞核提取（组织样本必须）：使用裂解液温和裂解细胞膜，释放细胞核，避免核损伤。

2、Tn5转座反应

1）将细胞核与Tn5转座酶混合，37℃孵育30分钟。

2）转座酶切割开放染色质区域并连接测序接头。

3）纯化DNA片段，去除残留的转座酶和杂质。

3、文库扩增与质控

1）使用与接头互补的引物进行PCR扩增，引入index序列。

2）优化循环数（通常5-15个循环），避免过度扩增。

3）文库片段筛选（选择150-600 bp范围的DNA片段），去除小片段和过长片段。

4）使用Qubit和Agilent 2100对文库进行定量和片段分布分析。

4、高通量测序

1）测序平台：Illumina NovaSeq 6000 / HiSeq X Ten

2）测序模式：PE50或PE75（双端50-75 bp）

5、生物信息学分析

1、标准分析（质控、序列比对、peak注释、开放区域分析、富集分析、可视化）

2、高级分析（可选）：（联合分析、转录因子足迹分析、核小体定位分析）

应用领域

1、表观遗传调控研究：鉴定全基因组范围的顺式调控元件（启动子、增强子）

2、转录调控机制解析：结合RNA-seq，揭示转录因子结合与基因表达的关系

3、疾病机制研究：比较疾病与正常样本的开放染色质图谱，发现疾病相关调控元件及转录因子

4、药物机制研究：评估药物处理对染色质状态的影响

样本要求

交付内容

1、原始测序数据：FASTQ格式文件（云下载链接）

2、质控报告、peak注释结果、差异开放区域分析、motif分析、可视化图片

3、高级分析结果（如选做）：转录因子足迹图、核小体分布图、联合分析

4、完整实验报告：详细流程、试剂批次、仪器参数

实验结果示例

参考文献：

1、Systematic assessment of ISWI subunits shows that NURF creates local accessibility for CTCF

2、Innate immunity and the NF-κB pathway control prostate stem cell plasticity, reprogramming and tumor initiation

3、Blimp-1 and c-Maf regulate immune gene networks to protect against distinct pathways of pathobiont-induced colitis