染色質區域的可接近性是特異性反式作用因子和順式調控元件相互作用的前提，基因表達的異?；蛘呷旧|調控因子的改變都將對細胞的命運產生深遠的影響，進而導致各種疾病的發生、發展。
ATAC-seq 是通過使用高通量測序對轉座酶可接近性核染色質區域進行分析的一種創新表觀遺傳學研究技術。該技術通過轉座酶對某種特定時空下開放的核染色質區域進行切割，獲得在該時空下基因組中所有活躍轉錄的調控序列，再通過聚類分析，挖掘這些開放位點的潛在結合轉錄因子，結合基因表達水平數據，發現關鍵的調控轉錄因子。
ATAC-seq技術路線圖
樣品要求
1）細胞樣本：細胞量≥2*10^5；活性≥80%；
活細胞可直接寄送；細胞樣本也可梯度降溫凍存后，干冰運輸。
2）組織樣本：送樣量≥200mg；
組織樣本采集后立即液氮速凍，干冰運輸。
3）樣本物種：人、大小鼠，特殊物種詳詢技術。
4）推薦生物學重復數量：2-4個；
測序方案
測序模式：NovaSeq 6000 PE150
推薦數據量：12-15G
標準流程完成周期為35個工作日
生物信息分析內容
1 原始序列數據
2 測序數據質量評估過濾
3 測序數據比對到參考基因組
4 結合位點peak注釋分析
5 MOTIF注釋分析
6 結合位點peak關聯基因篩選
含分組樣本時可添加以下分析
7 組間數據差異peak分析
8 差異結合位點peak識別
9 差異結合位點peak關聯基因鑒定
10 差異位點peak靶基因的 GO 功能富集分析
11 差異位點peak靶基因的 KEGG 富集分析
高級分析
轉錄因子motif足跡分析
案例解析
ATAC-seq + RNA-seq 關聯分析
DNA調控元件活性的一個特征就是染色質可接近性，只有活躍的調控元件才能被細胞機制識別表達，因此，染色質的可接近性與轉錄調控密切相關。ATAC-seq 可以得到某一時空下全基因組染色質開放區域，RNA-seq可以得到同一時空下基因表達信息，通過聯合兩個組學的數據，可以獲得該時空下影響基因表達的的上游調控區域；并且調控元件富集數據與基因表達數據能相互驗證。
2016年6月，清華大學的頡偉老師領導的團隊在國際頂級學術期刊《Nature》發表了染色質可接近性研究（IF：40.137）[2]，可以說是用ATAC-seq尋找關鍵轉錄因子的經典教材。該文章聯合ATAC-seq和RNA-seq檢測了早期胚胎發育過程中各時期染色質結構開放區域的動態變化，發現不同時期的細胞開放區域的動態變化情況，并得到胚胎發育時期關鍵轉錄因子，繪制出了小鼠早期胚胎中全基因組易接近性染色質圖譜。
Nature, 2016, 534(7609): 652-7.
圖1：小鼠著床前胚胎細胞染色質開放性可視圖
Nature, 2016, 534(7609): 652-7.
圖2：胚胎發育過程各時期關鍵調控元件及轉錄因子預測結果
ATAC-seq技術是一種快速和靈敏的表觀基因組學研究方法，只需要少量細胞即可捕獲全基因組活性調控序列。因此，對于臨床上珍貴而稀少的細胞樣本（如胚胎細胞）的染色質狀態的研究就顯得非常有利而重要，并且能夠很好的推進染色質可接近性研究在基礎研究與臨床開發中的應用。