ATAC-Seq——表觀遺傳領域的新寵

ATAC-seq的全稱是Assay for Transposase-Accessible Chromatin with high throughput sequencing，是一種基于DNA轉座酶的結合高通量測序技術，對染色體（質）開放性進行研究的一種創新性技術。
染色質其實本質上是DNA與蛋白質結合，也就是核小體的多重緊密螺旋壓縮而成。而DNA需要復制或者轉錄的話都需要打開這個緊密的結構，從而讓相關的轉錄因子、調控子、核酸酶等結合DNA。這部分被打開的染色質，就叫開放染色質區域（Open Chromation region,OCR）。開放染色質允許調控因子結合的特性稱為染色質的可接近性（Chromatin Accessibility）。

染色質的開放性的特征反應了染色體轉錄的活躍程度，結合其他DNA修飾信息，在特定條件下的染色質開放，會暴露大量的基因表達調控信息，為各種蛋白結合位點新發現提供方向，甚至可以對初生組織、細胞、臨床樣本等基于不同的染色質開放性信息進行分類分型。
這項技術的關鍵是依賴帶有已知DNA序列的Tn5轉座酶復合物，相當于在開放性區域對DNA進行標簽插入，再經過對已知DNA序列的PCR擴增，得到不同的DNA片段，建庫以及高通量測序分析，即可得到開放染色質信息。測序結果可以用于判斷區域的可接近性是否增加，也可以看轉錄因子結合區域和核小體的位置。另外，測序結果中包含大量的轉錄起始的Motif信息，這些Motif信息可以在數據庫中找到對應的調控轉錄因子，為下游實驗設計提供方向。

這項技術的出現對表觀遺傳領域的探索起了重要意義，簡化了傳統的繁瑣的基因層面的分析，達到了全基因組范圍內的表觀基因組學分析，且在廣度和精度上，相比于Ch-IP、DNase-seq、MNase-seq、FAIR-seq等其他研究方法來說，測序深度更深、分辨率更好，對樣本量的要求也大大減少，時間上也只需要幾個小時即可。
目前來看，這項技術的應用還有很大的發展空間，除了常規的癌癥、糖尿病等發病機制的研究外，還涉及許多藥物作用機制、新藥研發、耐藥性、敏感性、臨床標志物及生物標志物功能研究；甚至對染色質結構上的研究也有針對性的解決方案，包括染色體開發性圖譜繪制、核小體定位、轉錄因子結合位點分析等等。對染色質進行的全面描繪，也是空間組學技術的一大重要突破口，是人類對基因調控機制理解的進一步加深。

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