表观遗传|ChIP-seq、CUT&Tag和CUT&RUN

文摘   2024-06-19 12:27   江苏  

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Part1ChIP-seq(Chromatin Immuno-Precipitation)

ChIP-seq,即染色质免疫共沉淀技术(Chromatin immunoprecipitation, ChIP)与二代高通量测序相结合的技术,它是在生理状态下,利用甲醛将细胞内的DNA与蛋白质交联(Crosslink),从而形成复合物,然后经细胞裂解、细胞核收集和裂解、分离染色体、通过超声或酶处理将染色质随机切割,再通过抗原抗体的特异性识别反应沉淀此复合体,从而特异性地富集目的蛋白结合的DNA片段,通过对目的片断的纯化与检测,从而一次性获取与目的蛋白相结合的DNA序列、确定蛋白的结合分布和精确的结合位点以及结合基序等大量信息。

Part2ChIP-seq workflow

Overview of ChIP-seq workflow and antibody characterization procedures. (A) Steps for which specific ENCODE guidelines are presented in this document are indicated in red. For other steps, standard ENCODE protocols exist that should be validated and optimized for each new cell line/tissue type or sonicator. (*) A commonly used but optional step. (B) Flowchart for characterization of new antibodies or antibody lots. (C ) Flowchart for use of antibody characterization assays.

Part3实验原理

(1)甲醛交联

  • 将目标蛋白(根据实验目的而定)紧密绑定到其可以与DNA连接的位置上;
  • 目标蛋白是我们感兴趣的蛋白,例如有特定修饰的组蛋白;
  • 也就是保证蛋白和DNA能够结合,找到互作位点

(2)超声打断

  • 将所有DNA打断成一定长度的小片段;

  • 所有片段可分为两大类:有特定蛋白结合的,无特定蛋白结合的

(3)片段富集

  • 根据目标蛋白,添加特异抗体,形成抗体与目标蛋白免疫沉淀复合物;
  • 然后用磁珠分离富集

(4)文库构建

  • 去交联,纯化DNA;
  • 加接头,扩增

(5)测序

  • illumina二代测序

Part4CUT&RUN、CUT&TAG

  • ChIP-seq主要用超声打断的方式切割DNA片段,
  • 近些年出现的CUT&RUN、CUT&TAG则主要利用酶切的方式【有点类似之前的WGBS和RRBS】

cut&run(cleavage under targets and release using nuclease)

  • (1)抗体结合绑在DNA上的靶向蛋白;
  • (2)Protein A-MNase酶复合物与抗体交联;MNase酶为DNA内切酶,可切断所识别到的DNA片段

cut&tag(cleavage under targets and tagmentation)

  • (1) 一抗结合目标蛋白,二抗结合一抗(信号放大);
  • (2) 加入protein A-Tn5酶复合物; Tn5酶是转座酶,ATAC实验常用,完成剪切、粘贴的作用;

相比于ChIP-seq的优势

  • 实验材料(细胞)使用量少,适合珍贵样品;
  • 不需要超声打断,因此也可不做甲醛固定(前提是新鲜细胞);
  • 实验周期短,两天左右;
  • 数据背景信号低

Part5数据分析流程

END


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