解析表观遗传学的工具——ATAC-seq（一）

在前面的文章中伯小远给大家介绍过ChIP-Seq的实验原理、过程及应用，同时引入了很多表观遗传学的基础知识（解析表观遗传学的工具——ChIP-Seq（一），解析表观遗传学的工具——ChIP-Seq（二）），有了前面这些知识做铺垫，现在再来学习ATAC-seq的相关内容应该就会容易很多啦！下面就跟着伯小远一起去看看ATAC-seq到底是个什么技术吧！
1、背景介绍
在真核细胞中，染色质是基本的遗传单位，由DNA、组蛋白等遗传物质组成，调节细胞特异性基因的表达(Jackson Dean A., 1995；Bártová Eva and Kozubek Stanislav, 2012)。染色质作为一种动态核结构，在细胞周期的间期具有转录活性，而在中期则相对不活跃(Pederson Thoru, 2004)。转录调控是染色质结构和大量转录因子被招募到增强子、上游激活子序列和近端启动子元件之间的动态相互作用。这些转录因子将RNA聚合酶招募到核心启动子上，以产生转录(Gottesfeld Joel M. and Carey Michael F., 2018)。
一般来说，调控元件选择性地定位于可及性染色质，这对转录调控至关重要(Thurman et al., 2012)。虽然转录因子的占用并不一定与染色质可及性呈正相关(Hsiung et al., 2015)，但维持染色质可及性的构型需要与转录因子结合来激活靶基因(Morris et al., 2014)（图1）。另一方面，异染色质（或被称为封闭染色质），限制了转录因子和转录调控因子与启动子或增强子的结合，从而导致基因沉默(Stergachis et al., 2013；Rinn J L and Chang H Y., 2012；Chen T and Dent S Y R, 2014)（图1）。简单地讲，就是基因的转录需要将DNA的高级结构解开，但不需要DNA链全部解开，只需要打开一部分，也就是将表达基因的区域解开即可，而这一过程，主要由染色体组蛋白修饰（尤其是乙酰化）来实现。