Single Cell ATAC-seq
ATAC-seq(Assay for transposase-accessible chromatin with high-throughput sequencing)是基于高通量測(cè)序的染色質(zhì)開放性研究，染色質(zhì)開放區(qū)域是染色質(zhì)中呈松散狀態(tài)、可發(fā)生DNA復(fù)制和基因轉(zhuǎn)錄的區(qū)域，ATAC-seq 使用改造 Tn5轉(zhuǎn)座酶，捕獲染色質(zhì)開放區(qū)，將測(cè)序接頭引入開放染色質(zhì)的兩端，用于表觀遺傳、基因調(diào)控研究。ATAC-seq 與其他染色質(zhì)開放性檢測(cè)技術(shù)相比，具有操作簡(jiǎn)單、省時(shí)省力、無需抗體富集、樣本起始量低等顯著優(yōu)勢(shì)。
單細(xì)胞測(cè)序技術(shù)優(yōu)勢(shì)
單細(xì)胞測(cè)序技術(shù)作為微量細(xì)胞、稀少樣本、細(xì)胞異質(zhì)性的完美解決方法，自技術(shù)推出以來，已廣泛應(yīng)用于腫瘤、免疫、發(fā)育、神經(jīng)、微生物等研究領(lǐng)域。細(xì)胞異型性是細(xì)胞之間的重要差異，僅使用組織樣本進(jìn)行二代測(cè)序，會(huì)掩蓋樣本的真實(shí)結(jié)果，無法進(jìn)行細(xì)胞層面的研究。如下圖所示，進(jìn)行組織層面的測(cè)序，三個(gè)樣本之間并無差異，但其實(shí)樣本中存在不同表達(dá)狀態(tài)的細(xì)胞，只有使用單細(xì)胞測(cè)序，才能揭示樣本的真實(shí)情況，精準(zhǔn)研究細(xì)胞異質(zhì)性。
單細(xì)胞ATAC技術(shù)原理
擁有75萬種不同的barcode凝膠珠（barcoded gel beads），基于其核心的微流控技術(shù)形成油滴包裹的GEM（Gel Beads-in-emulsion），每個(gè)GEM中只包含一個(gè)核和一個(gè)特定序列的barcode凝膠珠，一個(gè)特定barcode序列標(biāo)記一個(gè)細(xì)胞核的所有序列，因此可通過barcode序列追溯細(xì)胞來源。
實(shí)驗(yàn)流程
轉(zhuǎn)座酶處理：使用改造Tn5轉(zhuǎn)座酶，捕獲染色質(zhì)開放區(qū)，將測(cè)序接頭引入染色質(zhì)開放區(qū)的兩端。
細(xì)胞核標(biāo)記：將Tn5轉(zhuǎn)座酶處理后的樣本加入10x芯片，利用barcode標(biāo)記細(xì)胞來源，形成油滴包裹的GEM。
文庫構(gòu)建：基于Tn5轉(zhuǎn)座酶引入的測(cè)序接頭構(gòu)建文庫。
單細(xì)胞ATAC優(yōu)勢(shì)
低成本：每個(gè)細(xì)胞成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)單細(xì)胞測(cè)序、組織測(cè)序；
短周期：1h即可完成Tn5轉(zhuǎn)座酶對(duì)染色質(zhì)開放區(qū)域的切割；
高通量：7min即可完成1,000-80,000個(gè)細(xì)胞核的標(biāo)記；
大數(shù)據(jù)：可獲得多至萬個(gè)細(xì)胞的數(shù)據(jù)，不依賴于抗體捕獲，全面性研究染色質(zhì)開放區(qū)域；
專業(yè)軟件：配套官方可視化軟件。
應(yīng)用方向
研究領(lǐng)域應(yīng)用范圍廣——干細(xì)胞、發(fā)育分化、腫瘤、免疫、神經(jīng)系統(tǒng)等。
分析內(nèi)容
基于染色質(zhì)開放區(qū)域和轉(zhuǎn)錄因子motif富集進(jìn)行細(xì)胞的分群和鑒定；
分析轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)和調(diào)控區(qū)域；
比較不同細(xì)胞的染色質(zhì)開放程度差異。
圖4 單細(xì)胞ATAC部分分析內(nèi)容展示
參考文獻(xiàn)：
[1] Buenrostro Jason D,Giresi Paul G,Zaba Lisa C et al. Transposition of native chromatin for fast and sensitive epigenomic profiling of open chromatin, DNA-binding proteins and nucleosome position[J |
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