细菌微生物-染色质免疫共沉淀测序(ChIP-seq)



染色质免疫共沉淀(Chromatin Immunoprecipitation,ChIP),是研究体内蛋白质与DNA相互作用的经典方法。将ChIP与高通量测序技术相结合的ChIP-Seq技术,可在全基因组范围对特定蛋白的DNA结合位点进行高效而准确的筛选与鉴定,为研究的深入开展打下基础。


DNA与蛋白质的相互作用与基因的转录、染色质的空间构型和构象密切相关。运用组蛋白特定修饰的特异性抗体或DNA结合蛋白或转录因子特异性抗体富集与其结合的DNA片段,并进行纯化和文库构建,然后进行高通量测序,通过将获得的数据与参考基因组精确比对,研究人员可获得全基因组范围内某种修饰类型的特定组蛋白或转录因子与基因组DNA序列之间的关系,也可对多个样品进行差异比较。


DNA与蛋白质互作(ChIP):提供组蛋白修饰、转录因子结合等抗体富集、建库测序、数据分析全流程服务。具有细胞,动、植物组织,微生物(弓形虫、烟粉虱等)等不同样本富集建库经验。

 

应用方向:

ChIP 用来在空间上和时间上不同蛋白沿基因或基因组定位

1、转录因子和辅因子结合作用

2、复制因子和 DNA 修复蛋白

3、组蛋白修饰和变异组蛋白



技术优势:

1、物种范围广:细胞、动物组织、植物组织、细菌微生物多物种富集经验;

2、微量建库:只需5ng以上免疫沉淀后的DNA,即可展开测序分析;

3、方案灵活:根据不同的项目需求,选择不同的组蛋白修饰特异性抗体。

 

技术路线:





实验策略:



分析内容:


ChIP-seq分析内容(以组蛋白为例)

标准分析

质控及及评估:

1、数据质控;

2、比对统计;

3、插入片段长度统计;

4、全基因组覆盖度统计;

5、样本饱和度曲线

组蛋白结合富集区域(peak)的鉴定及统计:

1、组蛋白结合富集区域(peak)的鉴定与注释;

2、组蛋白结合富集区域的基本统计;

3、组蛋白结合富集区域在染色体上的分布Circos图;

4、组蛋白结合富集区域在基因元件上的分布;

5、组蛋白结合富集区域关联基因的功能富集分析

差异结合位点(差异peak)的鉴定及统计:

1、差异结合位点(差异peak)的鉴定与注释;

2、差异结合位点的基本统计;

3、差异结合位点热图;

4、差异结合位点曼哈顿图;

5、差异结合位点PCA图;

6、差异结合位点火山图;

7、差异结合位点circos图;

8、差异结合位点在基因元件上的分布;

9、差异结合位点关联基因的功能富集分析;

10、差异结合位点的motif鉴定

注:个性化分析、多组学关联分析请联系对接销售或技术支持




送样要求:

送样要求

项目周期

1.类型:DNA 样品、细胞、或组织;

2.总量:≥10ng ChIPed DNA或≥107的细胞量或2g组织;

3.DNA片段大小:分布在100~500 bp范围,且主带明显。需提供DNA打断后的检测胶图;

4.ChIP标准抗体:H3K4Me3,H3K4Me2,H3K9Me3,H3K9Me2,H3K27Me3,H3K27Me2等。

5.推荐数据量:20M~40M clean reads

6.物种范围:细胞,动物、植物组织和微生物等,可进行转录因子和组蛋白修饰等不同抗体富集

1.25个以下的免疫沉淀后的DNA样品,标准流程(仅包括标准信息分析)的运转周期约为30个工作日;

2.12个以下的细胞系样品,标准流程(仅包括标准信息分析)的运转周期约为36个工作日;

3.样品数更多时,项目周期根据项目规模而定。




经典案例

项目文章:

ChIP-seq揭示H3K27me3去甲基化酶在体细胞重编程调控转录机制

Huang Y,et al.JMJD3 acts in tandem with KLF4 to facilitate reprogramming to pluripotency. Nat Commun. 2020 Oct 8;11(1):5061.

 

背景

作为个体发育和干细胞分化中最重要的组蛋白修饰之一,H3K27me3标记发育分化基因并抑制其表达,在基因组水平H3K27me3的动态变化是发育和分化得以有序进行的重要基础。体细胞重编程是发育和分化的逆向过程,H3K27me3势必经历逆向的时空变化。


方法

将小鼠饲养在病原体的环境中,12小时光照/黑暗循环,温度保持22-24°C,相对湿度40–70%,吸入二氧化碳进行安乐死,提取样本对体细胞重编程,进行RNA-seq、ATAC-seq和ChIP-seq等测序分析。


结论

作者通过对小鼠体细胞重编程过程中进行转录组和ChIP-seq等测序分析,揭示了H3K27me3去甲基化酶JMJD3与KLF4在体细胞重编程中协同调控转录新机制。首先,JMJD3对重编程有2方面相反的作用;在机制上,JMJD3被KLF4特异性地招募至上皮和多能性基因位点,并辅助KLF4激活这些基因。进一步,作者还在多种其他KLF4介导的细胞命运转变中验证了JMJD3的这一作用模式。




图:重编程过程中JMJD3与KLF4协同作用


参考文献:

Huang Y,et al.JMJD3 acts in tandem with KLF4 to facilitate reprogramming to pluripotency. Nat Commun. 2020 Oct 8;11(1):5061.