Brind'Amour J, Liu S, Hudson M, Chen C, Karimi MM, Lorincz MC. An ultra-low-input native ChIP-seq protocol for genome-wide profiling of rare cell populations. Nat Commun. 2015 Jan 21;6:6033. doi: 10.1038/ncomms7033. PMID: 25607992.
Matthew Lorincz实验室2015年发表的适用于低起始量细胞的ULI-NchIP （ultra-low-input micrococcal nuclease-based native ChIP，基于微球菌核酸酶非交联免疫共沉淀）；适用于微量实验材料, 可以从103个细胞起始构建高质量测序文库，也适用于组蛋白修饰情况研究(Brind’Amour et al., 2015)。
在一般的ChIP-seq中，都需要百万的细胞数量，而本项技术ULI-NchIP，是一种可以用极少量细胞（10^3）进行ChIP-seq的新技术。比较了之前发布的NChIP-seq和low-input ChIP-seq protocols ，两者比较的protocols见下图1a。
1、ULI-NchIP可以用极少量细胞（10^3）进行ChIP-seq
ULI-NChIP-seq允许将细胞直接分类到基于洗涤剂的核隔离缓冲液中，从而使扩展的样品存储或样品池。在构建文库前不需要对ChIP材料进行预扩增，从而最大限度地减少了PCR人工产物的产生。
作者用ULI-NChIP-seq构建了不同细胞数量（10^3 - 10^6个）的胚胎干细胞的K3K9me3、H3K27me3、H3K4me3组蛋白修饰数据量，均可以产生的高质量图谱。（图1）
图1 . 从低细胞数量生成全基因组染色质图谱的NChIP-seq protocols。(a)我们改进的uli -NChIP-seqprotocols概述，并与之前发布的NChIP-seq和low-input ChIP-seq protocols 进行了比较。灰色:与样品损失相关的步骤;橙色:优化步骤以最小化样品损失。H3K9me3 (b)、H3K27me3 (c)和H3K4me3 (d)基于低输入和不同深度的standard ChIP-seq库的库复杂度外推15。SE读取，单端读取。
ULI-NChIP-seq与标准ChIP-seq库之间的相关性：从10^3到10^5细胞构建的H3K9me3库的相关性从0.83到0.9不等。(图2)
图2 10^3 ~ 10^5个ESCs构建的标准库与ULI-NChIP-seq库之间的相关性，H3K9me3(a)，H3K27me3 (b)或H3K4me3 (c)基因组图谱。(d)全基因组皮尔森相关性(50,000个随机2kb箱)之间H3K9me3、H3和H3K27me3富集(RPKM)数据集生成的10^3至10^6细胞作为输入材料。(e)基因启动子周围H3K4me3富集(RPKM)的Pearson相关性(RefSeq TSS±500bp)，来源于E14小鼠ESCs中5个细胞和18个ENCODE文库。
2、识别单胚胎PGCs中H3K27me3的性别特异性图谱
接着利用ULI-NChIP-seq 从单个雄性和雌性分离的E13.5胚胎干细胞生成H3K27me3谱胚胎与 使用50-180X的材料。（图3）
利用我们的ULI-NChIP-seq数据集，我们试图识别与基因相关的性别特异性h3k27me3标记的启动子E13.5 PGCs的沉默。在雄性和雌性中，TSSs周围的H3K27me3与低水平的转录相关(图4a,b)。
最后，作者在特定基因启动子上发现了H3K27me3富集的性别差异，从而说明了这种方法适用于高质量且复杂文库的罕见细胞群。
图3 从单个胚胎分离的E13.5 PGCs生成的高分辨率性别特异性H3K27me3图谱。(a)使用ulip - nchip -seq从E13.5 PGCs中制备的H3K27me3数据集的库复杂度，与以前使用low-input XChIP-seqprotocols 生成的数据集相比。输入单元格的数量在每个条形图的上方显示。(b) HoxC簇周围H3K27me3富集的基因组浏览器屏幕截图，说明了使用ulii - nchip -seq库生成的库的复杂性，以及使用替代低输入ChIP-seqprotocols 生成的之前发布的数据集12,13的相关性。(c) 10 3个男性PGCs使用我们的low-inputprotocols 生成的H3K27me3数据与之前发表的基因启动子相关数据(RefSeq TSS 2kb)之间的Pearson相关性。
图4 |从单个胚胎中分离的E13.5 PGCs的性别特异性H3K27me3谱图。雄性(a)和雌性(b) E13.5 PGCs中H3K27me3基因启动子富集(RPKM, RefSeq TSS 1kb)与基因表达(外显子RPKM)的关系H3K27me3在基因启动子区域(RPKM, RefSeq TSS 1kb)的富集(c)和注释基因(外显子RPKM)的表达(d)在男性和女性PGCs中。H3K27me3标记的基因与雄性(金色)和雌性(红色)PGCs的表达呈反向关系。(e)选定位点上雄性与雌性H3K27me3富集和基因表达的基因组浏览器截图，揭示了E13.5 PGCs中性别特异性的H3K27me3相关基因沉默。
实验数据
ChIP-seq and RNA-seq data：GSE63523.
H3K27me3 ChIP-seq data sets prepared from 10^3 male and female
E13.5 PGCs using ULI-NChIP-seq , and low-input RNA-seq data sets are
available under the accession GSE60377.
H3K4me3 data sets generated from E14 ESCs were obtained from accessionsSRR568477 and SRR568478；
H3K27me3 data sets generated from E13.5 PGCs were obtained from accessions GSE38165 and
SRA027978 .
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------I am a line !---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
网友评论