【原】IF=40.8: 横跨半个世纪的 ATAC 研究综述介绍（1973-2023）

健明 2025-03-06 发布于广东

展开全文

技能树今年的新专辑《ATAC-Seq 数据分析2025》会介绍各种关于 ATAC-Seq 数据分析的小知识点，欢迎关注~ 今天分享一篇重磅综述，它总结的研究横跨50年：

标题：Chromatin accessibility: biological functions, molecular mechanisms and therapeutic application
发表：04 December 2024，杂志为nature旗下的signal transduction and targeted therapy （IF=40.8）
DOI: 10.1038/s41392-024-02030-9
链接：https://www./articles/s41392-024-02030-9
通讯作者：来自重庆大学生物工程学院的 宋关斌教授团队

https://bio.cqu.edu.cn/info/1107/2563.htm

真核生物染色质可及性的动态研究

染色质可及性在基因表达、DNA复制和损伤修复等生物过程中起关键作用，其异常与多种疾病相关。本文综述了染色质可及性的研究进展，包括其历史、研究方法、调控机制、在生理和病理过程中的功能，以及基于染色质动态调控的靶向治疗策略。

染色质可及性研究中的关键发现

染色质可及性研究的历史已经超过五十年，其研究方法和技术不断进步，图2展示了染色质可及性研究的关键发现：

1973年，Hewish及其同事发现，原位消化细胞核DNA时，内源性核酸酶会形成保守的周期性条带，而游离DNA则不能；
2005年，基于CpG DNA甲基化足迹法，首次阐明了人类p16基因启动子中的核小体位置；
2006年，两个研究小组首次使用DNA芯片技术测量了全基因组范围内的DHSs；
2007年，Giresi等人发明了FAIRE（甲醛辅助分离调控元件）技术，用于检测染色质可及性；
通过结合下一代测序技术，许多高通量方法被应用于研究全基因组范围内的染色质可及性，例如MNase-seq、DNase-seq、FAIRE-seq和NOMe-seq；
2013年，Buenrostro等人发明了ATAC-seq（转座酶可及染色质测序），极大地简化并推动了染色质可及性研究；
2016年，Chen等人在原位检测了染色质可及性；
2021年，Thornton等人检测了单细胞分辨率下的空间染色质可及性。

测量染色质可及性的主要方法

这里展示了ATAC-seq（转座酶可及染色质测序）技术的原理和优势，ATAC-seq基于Tn5转座酶，这种转座酶能够同时片段化开放的染色质并附上测序接头。该技术的优势在于其高灵敏度和操作简便性，特别适用于检测少量细胞或单细胞样本的染色质可及性。

(a) MNase-seq（微球菌核酸酶测序）：利用微球菌核酸酶（MNase）对染色质进行消化，开放染色质区域对MNase更为敏感，产生的短片段DNA可用于测序分析
(b) DNase-seq（DNase I超敏感位点测序）：通过DNase I酶切染色质，开放区域更容易被酶切，产生的DNA片段可用于测序，从而识别染色质可及性较高的区域
(c) FAIRE-seq（甲醛辅助分离调控元件测序）：利用甲醛固定细胞后，开放染色质区域更容易被超声破碎并释放出来，通过分离这些区域的DNA进行测序分析
(d) NOMe-seq（核酸酶超敏感位点甲基化测序）：结合MNase消化和DNA甲基化分析，通过检测DNA甲基化水平来间接推断染色质的开放状态。
(e) ATAC-seq（转座酶可及染色质测序）：利用Tn5转座酶直接对开放染色质区域进行标记和片段化，然后进行测序，这种方法特别适合于少量细胞或单细胞样本的染色质可及性分析