Chip-seq的示例分析
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染色质免疫共沉定技术,可以研究生物体内DNA与蛋白质的相互作用,首先在活细胞内固定DNA与蛋白结合的复合体,然后用蛋白特异性的抗体,通过抗原抗体特异性结合的免疫学手段捕获该复合体,然后洗脱蛋白质,得到与目的蛋白结合的DNA片段,将富集到的DNA片段进行上机测序,即形成了一套成熟的分析流程,称之为chip-seq, 就是将传统的chip技术和高通量测序结合起来,对应的英文如下
Chromatin immunoprecipitation followed by sequencing
Chip-seq技术依托于测序技术的高通量和生信分析的发展,可以在全基因组范围内分析DNA与蛋白质的相互作用,目前常用于研究转录因子,各种组蛋白修饰在基因组上的结合位点,和依托芯片的Chip-chip技术相比,chip-seq实验周期更短,更加高效,覆盖的基因组范围也更加广泛。随着测序价格的降低,chip-seq成为研究基因调控,表观修饰的利器之一。
实验流程如下所示
在整个实验流程中,核心的地方就是根据研究对象选取特异性的抗体,抗体的特异性和敏感性越高,对应DNA序列的富集效果越好,越容易检测出结合的区域。
对于chip-seq的数据分析,核心是检测富集到的DNA在基因组上的位置称之为peak, 分析的示意图如下
理论上来讲,富集到的DNA在基因组上的测序深度会相对较高,通过分析基因组上的测序深度的分布,就可以找到这些区域。实际建库中由于片段分布的不均一,会存在某些非特异性结合位点也出现类似的峰型,这就是需要通过设定对照样本,再借助成熟的生信分析软件来找到真实的蛋白结合位点,查找DNA结合位点的步骤称之为peak calling。
peak calling完成之后,需要对peak进行注释,有两种注释内容,第一种是分析peak位于哪些功能区域,比如启动子区,外显子区,内含子区等,最典型的对于转录因子,通常都是位于基因的启动子区;第二种注释是邻近的基因的注释,蛋白结合到DNA上之后,主要是发挥基因表达调控的功能,这些peak区域的邻近基因就作为其候选的调控基因。
同时还可以对这些peak区域进行motif分析,鉴别蛋白结合的保守位点。
当然也可以结合不同的实验条件,分析case/control组间DNA结合能力的差异,从而分析实验条件对蛋白结合能力的影响。
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新闻标题:Chip-seq的示例分析
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