真核生物的染色质通常情况下以核小体为单位进行致密的折叠，不表现出转录活性，同时部分开放的染色质区域作为特异性反式作用因子（如转录因子，酶等）和顺式作用元件（如Enhancer，Insulator等）与基因组DNA相互作用的活跃区域。这种由染色质的开放程度定义的染色质可接近性（Chromatin Accessibility）对细胞的基因的表达，DNA的复制和修复等生命活动产生重要的影响，并且时刻受到细胞的严格调控。因此检测特定时空状态下细胞染色质的开放程度（从关闭状态到半开放，从半开放到完全开放），是探索染色质结构重塑（Chromatin Remodeling）对生物的生长发育、疾病的发生发展影响的重要研究方向。

ATAC-seq（Assay for Transposase-Accessible Chromatin using sequencing）方法利用高灵敏度的转座酶（Transposase，Tn5）在寻找染色质上可接近位置的同时对染色质DNA进行片段化和接头连接，扩增后进行高通量测序。细胞需求量在50000个左右，更适合数量有限的临床珍贵样本，实验操作上更方便快捷，是一种创新的单碱基分辨率的表观遗传学研究技术。目前该技术已被广泛应用于揭示染色质丰富的表观调控信息、不同状态下开放染色质的变化，以及多种疾病中开放染色质图谱的绘制等，同样适用于真核细胞重编程及单细胞染色质开放性的研究，在医学领域是重大疾病发病机制、药物作用机制、新药研发和生物标志物等研究的重要利器。

技术路线:

技术优势:

•低细胞量需求：细胞量需求少，适合数量有限的临床珍贵样本；

•全基因组覆盖：全基因组范围内单碱基水平对染色质开放区域进行筛选与鉴定；

•高精确率：精确捕获开放染色质区域，获得调控序列信息，可同时对核小体信息进行研究；

•操作简便、高性价比：实验耗时短，实验步骤简单，仅需较少数据量获得全基因组范围内有效调控信息。

数据分析内容:

结果展示:

图 样品插入片段长度分图

图 转录起始位点（TSS）附近的平均结合信号分布 

图 转录起始位点为中心的上下游2kb区域信号分布

图 IGV可视化展示peak

图 样品一致性热图

图 Peak在基因上的分布图

图 Peak motif分析结果

Frontiers of Medicine：银屑病中染色质可及性的表征

银屑病的病理特征涉及与转录水平相关的T细胞基因的改变，这是由染色质可及性决定的。然而，这些T细胞转录水平的改变在多大程度上再现了银屑病的表观遗传特征仍然未知。该研究系统地分析了Th1、Th2、Th1-17、Th17和Treg细胞的染色质可及性，发现染色质重塑在疾病的发病机制中起着重要作用。不同亚型Th细胞的染色质重塑倾向相对一致。接下来，分析了记忆Th/Treg细胞的染色质可及性和转录组动态。在记忆细胞中，鉴定出803个染色质可及性区域增加，545个染色质可及性区域减少。在记忆Treg细胞中，染色质可及性区域增加713个，染色质可及性区域减少1206个。在与记忆Th和Treg细胞相关的peak上，分别有54和53个基因差异表达。FOSL1、SPI1、ATF3、NFKB1、RUNX、ETV4、ERG、FLI1和ETC1被确定为银屑病发展的调节因子。转录调控网络显示，NFKB1和RELA高度连接，处于网络的中心位置。NFKB1调控CCL3、CXCL2和IL1RN基因。当前的研究结果提供了候选转录因子和疾病调控组的基本框架。

图 银屑病染色质可及性研究设计

1.染色质可及性能解释什么信息？

答：染色质可及性其实揭示的就是染色质的开放程度或者可接近性程度，这种程度的不同可能会对基因的转录活性产生重要影响，在不改变DNA序列的条件下影响了基因表达，因此也属于表观调控的范畴。

在科学研究中，染色质可及性测序经常与其它表观调控方向一起进行研究，同时也可以联合基因组或者转录组信息进行多组学分析。