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ChIA-PET技术—分析基因组三维折叠技术

ChIA-PET技术—分析基因组三维折叠技术

作者: 黄晶_id | 来源:发表于2019-03-12 10:38 被阅读76次

ChIA-PET (Chromatin Interaction Analysis using Paired End Tag sequencing)是一种整合了免疫共沉淀(ChIP), 染色质铰链(chromatin proximity ligation),双末端标签(Paired-End Tags)以及高通量测序研究基因组范围内染色质远程交互的技术。是一种分析基因组三维折叠的技术。
ChIA-PET技术和之前的3C为基础的技术有些不同,在于第一步对于互作位点的DNA破碎不是通过限制内切酶进行消化而是利用超声波击碎。然后再对关注互作区段进行富集,然后再对这些互作区段进行消化连结,提取含有接头的双端序列(pairedend tags, PETs)进行互作检测。

ChIA-PET实验流程

整个流程大致分成8步:

1.用甲醛铰链DNA和蛋白,目的是让可能存在相互影响的DNA片段连接;
2.用超声等方法将DNA片段化;
3.用特异性蛋白抗体富集DNA和蛋白复合物;
4.在DNA片段末端加上包含MmeI位点的生物素化寡核苷酸linker;
5.连接linker,从而形成连接目的DNA片段的桥梁;
6.用限制性内切酶消化得到DNA片段,去除蛋白质;
7.固定化PET序列;
8.上机测序。

ChIA-PET实验流程

ChIA-PET的生物信息学分析

经过一系列的实验处理和测序,我们得到来自空间上相互靠近的DNA片段reads,类似于Chip-Seq,研究人员基于ChIA-PET技术开发出了专门的生物信息学工具。2017年1月,来自清华大学的研究团队在《核酸研究》上发表了一款名为CHIA-PET2的分析软件(github地址为: https://github.com/GuipengLi/ChIA-PET2),旨在全方面处理多种类型的ChIA-PET数据。如图,描绘了CHIA-PET2的数据处理流程。CHIA-PET2支持Bridge linker和Half-linker两种ChIA-PET文库,包含perk calling和loop detection算法。

CHIA-PET2的数据处理流程

ChIA-PET应用——ENCODE数据获取

虽然ChIA-PET方法在2009年就被提出了,但目前基于该方法的研究还是很少,pubmed中收录的文章数还不足百篇。恩,限制我们想象的一定是贫穷!既然不舍得花钱,那就去免费下载别人的吧。目前,ChIA-PET数据主要存放在ENCODE数据库中,如图,ENCODE中有39个来源于不同细胞系的ChIA-PET类型数据。

ENCODE ChIA-PET数据展示

总结:

研究表明远离基因的基因组区域在调控疾病方面的重要作用,ChIA-PET方法使得研究染色质相互作用成为可能,帮助人们理解DNA序列上的三维折叠调控基因表达。

参考资料:
1.https://mp.weixin.qq.com/ssrc=11&timestamp=1552372614&ver=1479&signature=yK6FwE7mGQUeHzuVxNwdqRlLshhglXZd2Ii8Vm3wrFRqyPHvuvS5uAHVVKfaeEpN21SyjSdDJpVXnHnVZoyjZCertP6HenVLIlzpYHtWVGi7PfqdOJvHpCcaS&new=1
2.https://mp.weixin.qq.com/ssrc=11&timestamp=1552372614&ver=1479&signature=X04ebSb5Buqt7Bje7kfZ9sq3jPTAAuPwxGqbg0LgN2YstqHgmEqItCFATyDDqRu1I1rW5cW5f9JuH9iWSGIvlHtzFFEFAo5qBOFOGOfhEvixTKI7TmhSeuV80vb0j&new=1
3.https://www.jianshu.com/p/cee93d9dcc1f

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