scATAC-seq(single-cell Assay for Transposase Accessible Chromatin with high-throughput sequencing)是一種利用DNA轉座酶結合高通量測序技術,來研究染色質可及性的單細胞表觀組測序技術。 scATAC-seq的原理是在提取細胞核后,利用Tn5轉座酶切割染色質開放區域,并加上10X barcode及測序接頭進行高通量測序,通過生物信息分析鑒定轉錄因子結合位點,從而為研究基因調控、胚胎發育表觀遺傳修飾、腫瘤發生表觀機制研究以及全面的染色質調控圖譜等提供有效的方法。scATAC-seq技術可以運用于所有真核細胞重編程的研究,在醫學領域是重大疾病發病機制、藥物作用機制、新藥研發和生物標志物功能等研究的新一代有利工具。

應用領域:

? 腫瘤異質性研究
? 基因調控網絡分析
? 細胞譜系和發育進程軌跡研究
? 生物標記物發現

服務優勢:

? 單細胞表觀分析
? 捕獲率高
? 分析全面
? 成本低
? 短周期

技術路線:
10XGenomics單細胞ATAC測序
樣本要求:

? 細胞類型:生殖細胞、胚胎細胞、神經細胞、免疫細胞、腫瘤細胞、干細胞、其他原代細胞等;
? 細胞數量:>1х105 cells/sample;
? 細胞濃度:5х105~1.2х106 cells/ml,不含Ca2+和Mg2+;
? 細胞活性:>80%;
? 細胞大?。?lt;40um;
? 樣品運輸:特定組織保存液4℃低溫運輸。

生信分析:

  1. peaks順式共調控關系圖
    10XGenomics單細胞ATAC測序
  2. 差異peak關聯基因活性點陣熱圖
    10XGenomics單細胞ATAC測序

  3. 聚類分析
    10XGenomics單細胞ATAC測序

案例分析:

案例一

本文對13個成年小鼠組織的約100000個單細胞進行ATAC測序分析,獲得約100000個細胞的染色質可接近性數據,共鑒定出436206個可接近性位點。通過質控的81173個細胞的ATAC數據進行聚類分析,共鑒定出30個主要細胞亞群?;?0個主要細胞亞群的異質性,進一步細化分析, 鑒定出85種不同的染色體可接近性模式及近400000個差異可接近性元件。利用測序數據,將調控元件及其目標基因關聯起來,基于轉錄因子特異性定義亞群,探索細胞染色質可接近性異質性,為哺乳動物細胞亞群基因調控相關的深入研究提供了依據。

10XGenomics單細胞ATAC測序
參考文獻:
Cusanovich Darren A, Hill Andrew J, et al. A Single-Cell Atlas of In Vivo Mammalian Chromatin Accessibility[J]. Cell, 2018, 174:1309-1324.e18.

案例二

本文對10類已定義的人類造血細胞亞群進行單細胞ATAC測序及數據分析,構建造血過程相關細胞的染色體可接近性圖譜,描繪造血分化軌跡。結果發現多能干細胞中譜系偏移向不同類型的分支時候會產生染色質可及性差異。通過不同聚類方法觀察到常見髓系祖細胞和粒細胞-巨噬細胞祖細胞(GMPs)中的異質性,并且提出一種分析GMPs發育軌跡的策略。此外,還整合了單細胞轉錄組測序數據,通過表達與調控元件可及性的關聯,解決了主調節因子表達的時間動態和骨髓細胞發育中相關的染色質變化,為進一步的功能研究和分析相關的調節變化分析提供了資源。

10XGenomics單細胞ATAC測序
參考文獻:
Buenrostro, Jason D, et al. Integrated single-cell analysis maps the continuous regulatory landscape of human hematopoietic differentiation[J].Cell,2018,173: 1535-1548.