ATAC-Seq

ATAC-seq（Assay for Transposase-Accessible Chromatin with high throughput sequencing）是通过使用高通量测序对转座酶可接近性核染色质区域进行分析的一种创新表观遗传学研究技术。该技术通过转座酶对某种特定时空下开放的核染色质区域进行切割，进而获得在该特定时空下基因组中所有活跃转录的调控序列。

真核生物的DNA并不是裸露的，而是被包装成核小体形成串珠状结构并进一步被折叠、包装。而基因的转录，需要将这种结构解开，使DNA成为可以使各种转录机器与其结合的裸露状态，即形成开放染色质区域。如何鉴定开放染色质区域呢？传统的方法主要是借助和DNase-Seq、MNase-Seq及ChIP-seq。但这些方法需要的起始细胞量较大，对于少量样本和珍稀样本可行性不高。ATAC-Seq是一种新型的研究开放染色质的技术，利用Tn5转座酶进入并切割裸露的DNA，并同时连接上特异性的测序接头。因为切割和加接头一步完成，因此该技术可大大降低所需细胞起始量。

技术优势：

1、所需细胞起始量低。

2、应用范围广，适用于大部分物种及细胞类型。

实验策略：

信息分析：

技术参数：

研究案例：

ATAC-Seq分析显示年龄相关性黄斑变性患者的染色质可及性普遍降低

Wang J, Zibetti C, Shang P, et al. ATAC-Seq analysis reveals a widespread decrease of chromatin accessibility in age-related macular degeneration[J]. Nature Communications, 2018, 9(1).

1、背景：

年龄相关性黄斑变性（AMD）是导致老年人视力丧失的主要因素，大多发生于45岁以上，其患病率随年龄增长而增高。目前AMD进程中表观遗传的改变尚不清楚。本文利用ATAC-Seq对AMD患者视网膜（retina）及视网膜色素上皮细胞（RPE）进行染色质易近性进行了研究。

2、方法：

利用ATAC-Seq技术鉴定AMD及正常组织的retina及RPE的开放染色质区域。另外，结合RNA-Seq技术对开放染色质区域与基因表达的关系进行分析。

3、结论：

将鉴定出的peak（开放染色质区域）分类得到retina特异、RPE特异及两者共有的peak，与不同组织比较（DNase-Seq数据），发现两者共有的peak大部分是组织特异的，retina及RPE特异的peak大多是组织特异的（下图1）。利用peak将样本分类，发现retina和RPE明显分开，正常组织和AMD也有分离的趋势（下图2）。

分别鉴定retina和RPE AMD早期vs正常组织以及AMD晚期vs AMD早期的差异开放染色质区域（AMD），表明retina染色质易近性主要在AMD早期到AMD晚期出现下降，而RPE染色质易近性主要在正常组织到AMD早期出现下降（下图3）。结合转录组分析表明，ATAC-Seq peak强度和基因表达呈现较强相关性，相关系数为0.51（下图4）。