? ? ? ?染色質(zhì)免疫共沉淀(Chromatin Immunoprecipitation,ChIP)是在體內(nèi)環(huán)境中研究蛋白質(zhì)與DNA相互作用的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)方法,廣泛應(yīng)用于組蛋白修飾、特定轉(zhuǎn)錄因子的基因調(diào)控作用等相關(guān)領(lǐng)域。隨著新一代測序技術(shù)的發(fā)展和成熟,染色質(zhì)免疫沉淀實(shí)驗(yàn)與高通量測序的整合——ChIP-seq,可在全基因組范圍對(duì)蛋白結(jié)合位點(diǎn)進(jìn)行高效而準(zhǔn)確的篩選與鑒定,同時(shí)也為研究的深入開展打下基礎(chǔ)。
?? ? ??采用特異性抗體對(duì)目的蛋白進(jìn)行免疫沉淀后,分離與其結(jié)合的基因組DNA片段,再通過高通量測序與數(shù)據(jù)分析,在全基因組范圍內(nèi)尋找目的蛋白的DNA結(jié)合位點(diǎn),并且可以基于多個(gè)樣品進(jìn)行差異比較。
1、實(shí)驗(yàn)方案? ? ? 測序策略:Illumina NextSeq 500 ?SE50
? ? ? 數(shù)據(jù)量:20M clean reads
2、數(shù)據(jù)分析2.1 標(biāo)準(zhǔn)信息分析
(1)與參考序列比對(duì)
(2)Peak分析
(3)Peak在基因功能元件上的分布
(4)Peak相關(guān)基因分析
(5)Peak相關(guān)基因的GO功能顯著性富集分析
(6)Peak相關(guān)基因的Pathway功能顯著性富集分析
(7)鑒定樣品間差異Peak
(8)樣品間差異Peak的基因功能元件分布
(9)樣品間差異Peak相關(guān)基因分析
(10)樣品間差異Peak相關(guān)基因的GO功能顯著性富集分析
(11)樣品間差異Peak相關(guān)基因的Pathway功能顯著性富集分析
(12)motif結(jié)構(gòu)域預(yù)測
3、技術(shù)流程4、案例分析? ? ? ?案例(1)FOXO轉(zhuǎn)錄因子作用位點(diǎn)特征? ? ? ?FOXO轉(zhuǎn)錄因子(FOXO)是控制物種壽命的中心調(diào)控因子,但是FOXO執(zhí)行特定的細(xì)胞功能,包括成人干細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)和免疫功能。FOXO直接作用的靶點(diǎn)已經(jīng)在若干物種和細(xì)胞類型中鑒定得到。用meta分析從組織到生物體,以及哺乳動(dòng)物,秀麗線蟲和果蠅的FOXO靶向位點(diǎn)的數(shù)據(jù)。結(jié)果表明,F(xiàn)OXO作用的特定細(xì)胞是與細(xì)胞特定功能的相關(guān)的。而且FOXO在脊椎動(dòng)物和無脊椎動(dòng)物中存在相同保守區(qū)域的作用位點(diǎn)。這些與生物生長,新陳代謝,抗壓力,蛋白質(zhì)平衡相關(guān)的保守區(qū)域的結(jié)合位點(diǎn)表明,這些生物可能擁有同一個(gè)祖先。
圖1 FOXO轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合組織特異性的共同靶點(diǎn)
?
圖2? FOXO轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合靶點(diǎn)維恩圖和保守性分析
? ? ? ?案例(2)?肝受體X和PPARG在癌細(xì)胞增殖不同調(diào)控機(jī)制的定義? ? ? ?肝受體X(LXRs,NR1H2,NR1H3)和PPAGR在HT29大腸癌細(xì)胞的信號(hào)進(jìn)行全面的,全基因組的以及各個(gè)發(fā)展階段的調(diào)控。PPAGR能夠產(chǎn)生快速的短期的回應(yīng),并且對(duì)相應(yīng)的基因進(jìn)行活化。相對(duì)應(yīng)的,肝受體X產(chǎn)生長期持久的激活功能,抑制基因活化,提供了LXR和PPARG活化來調(diào)控癌癥細(xì)胞的生長代謝的過程圖,為癌癥靶點(diǎn)治療指明了方向。
圖1 LXRs和PPARG的全基因組范圍的結(jié)合情況
參考文獻(xiàn)
[1] Webb?
et al.?Characterization of the direct targets of FOXO transcription factors throughout evolution.?
Aging Cell,?2016.
[2] Savic?
et al. Distinct gene regulatory programs define the inhibitory effects of liver X receptors and PPARG on cancer cell proliferation.?
Genome Medicine,?2016.