伯小远在前面的推文中给大家介绍过在已知启动子的情况下如何去筛选与其结合的转录因子是什么(这里用到的是酵母单杂筛库的方法哦!),那么反过来,如果发现了一个转录因子,想要寻找与其结合的启动子是什么,该用什么方法呢?答案是ChIP-seq(染色质免疫共沉淀结合下一代测序技术),没错,小远今天将要给大家介绍的就是与染色质免疫共沉淀相关的内容,染色质免疫共沉淀实验除了可以研究转录因子与启动子的结合之外,还能做什么实验呢?想要一探究竟,就跟着小远一起往下看吧!
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染色质免疫共沉淀简介
蛋白质-DNA相互作用的全基因组图谱和表观遗传标记对于充分理解转录调控是必不可少的。染色质免疫沉淀(Chromatinimmunoprecipitation,ChIP)是一种在体内分离与特定蛋白结合的DNA片段的有效方法(Solomonetal.,)。这项技术可以将感兴趣的蛋白质与物理上和蛋白质结合的DNA片段共沉淀。DNA结合蛋白可以是转录因子(TFs)或其他染色质相关蛋白,如组蛋白。
最开始,ChIP分析通常是将分离出的DNA片段与微阵列(称为ChIP-chip)进行杂交,以确定DNA片段在全基因组中的序列。然而,随着DNA测序技术的快速发展,与DNA测序技术相关的研究日益深入,发展出了利用高通量测序技术对ChIP中获得的DNA片段直接进行测序的技术称为ChIP-seq。由于更高的分辨率,ChIP-seq的覆盖率和特异性相比ChIP-chip有了明显的提高(LuoandLam,)。因此,ChIP-seq已成为一种分析真核生物基因组中染色质修饰和转录因子(TF)结合位点的流行方法。
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模式植物的ChIP实验流程
模式植物(水稻和拟南芥)的ChIP检测方案由Zhu等开发(Zhuetal.,)。首先,用甲醛处理细胞,使DNA结合蛋白在体内与DNA交联。接下来,细胞被裂解,染色质被超声波切割成小片段,然后使用特定的蛋白质抗体免疫沉淀蛋白-DNA复合物。为了保证获得高质量的数据,抗体和阴性对照的选择至关重要。市面上有许多针对表位标签的抗体,如GFP、MYC或FLAG,这些抗体通常被融合到转基因植物的蛋白中。表位标签的使用无需经过特异抗体生产的复杂过程,而野生型植株或只表达该标签的植株是完美的阴性对照。当然,ChIP也可以在野生型植株中使用针对兴趣蛋白本身的特异性抗体进行实验,这样就无需进行遗传转化实验,但是这种方法很难设计出一个完美的阴性对照,从而增加了假阳性的概率。最后一步是逆转交联,从蛋白质中释放DNA片段,然后纯化释放的DNA片段。通过实时荧光定量PCR(ChIP-qPCR)检测纯化出的DNA的质量,确定基因组感兴趣区域的富集程度。
经过上面的实验后,就到了测序和数据分析的部分。首先建一个DNA片段的测序文库,再通过测序平台进行高通量测序。测序后,将原始的ChIP-Seq数据转换为序列数据进行分析。一般来说,测序的原始读取首先通过Fastqc(