概述
染色质免疫共沉淀—高通量测序(ChIP-Seq):是指通过染色质免疫共沉淀技术(ChIP)特异性地富集目的蛋白结合的DNA片段,并对其进行纯化和文库构建;然后对富集得到的DNA片段进行高通量测序,是目前在全基因组水平研究蛋白结合靶DNA序列的重要手段,为转录因子、组蛋白修饰、核小体定位等表观遗传学的研究提供有效方法。
应用[1-2]
案例一:通过ChIP-seq研究转录因子ARK1结合进化上保守的靶基因调控杨树木质部生长
作者选取野生型和ARK1过表达的杨树植株进行ChIP-seq分析,识别ARK1在杨树全基因组的结合位点。共获得了14463高显著的peaks,并预测到了13944个靶基因,且ARK1的结合位点高度集中于靶基因转录起始位点的附近(图1)。此外,通过ChIP-seq和RNA-seq关联分析共获得了866个共有基因,其占总DGEs的24%,但仅占总ARK1靶基因的6.2%,说明单独ARK1对靶基因的表达变化产生的影响不大(图2)。
案例二:ChIP-seq分析膜性肾病患者的外周血单核细胞中组蛋白H3K9三甲基化
组蛋白尾部可受多种共价修饰,主要包括乙酰化、甲基化、磷酸化、泛素化以及ADP核糖基化,其中组蛋白赖氨酸(H3K9)甲基化与基因转录调控和基因组整合密切相关。H3K9存在单、二和三甲基化三种甲基化修饰,本研究主要对膜性肾病患者中H3K3的三甲基化修饰(H3K9me3)进行了ChIP-seq测序分析。本研究共获得了217个peak,总长为192,047 bp,主要位于基因间区(intergenic)(图1);研究还发现了多个(5个)H3K9 binding motifs,说明不同位置的组蛋白修饰改变了组蛋白H3结合序列的倾向性(图2)。另外,患者与正常人中H3K9me3甲基化水平比较分析发现,有5个基因中H3K9me3甲基化水平差异显著性,可能与膜性肾病发生有关。
主要参考资料
[1] Lijun Liu, Matthew Zinkgraf, H.et. al. The Populus ARBORKNOX1 homeodomain transcription factor regulates woody growth through binding to evolutionarily conserved target genes of diverse function. [J]New Phytologist (2015) 205: 682-694.
[2] ChIP-seq analysis of histone H3K9 trimethylation in peripheral blood mononuclear cells of membranous nephropathy patients .[J]Braz J Med Biol Res. (2014) 47:42-9.