ATAC-seq
ATAC-seq (Assay for Transposase-Accessible Chromatin using sequencing) ist eine leistungsfähige Technik zur Untersuchung der Chromatinzugänglichkeit im gesamten Genom. Diese Methode ermöglicht es, offene Chromatinregionen, die oft mit aktiven Genen und regulatorischen Elementen wie Promotoren und Enhancern assoziiert sind, zu identifizieren.
Schritte von ATAC-seq:
- Vorbereitung der Zellen: Zellen oder Zellkerne werden isoliert und gereinigt, um eine ausreichende Zellzahl für die Analyse zu erhalten.
- Tn5-Transposase-Reaktion: Eine Tn5-Transposase, die mit Sequenzierungsadaptern beladen ist, wird verwendet, um die zugänglichen Regionen des Chromatins zu schneiden und gleichzeitig die Adaptersequenzen in diese offenen Chromatinregionen zu integrieren. Dies führt zu kurzen DNA-Fragmenten, die an beiden Enden Sequenzierungsadapter tragen.
- DNA-Reinigung und Amplifikation: Die fragmentierte DNA wird gereinigt und die Fragmente werden mittels PCR amplifiziert, um eine ausreichend hohe DNA-Menge für die Sequenzierung zu erzeugen.
- Hochdurchsatz-Sequenzierung: Die amplifizierte DNA wird sequenziert und so die Sequenz der zugänglichen Chromatinregionen bestimmt.
- Datenanalyse: Die Sequenzierungsdaten werden bioinformatisch analysiert. Dies umfasst die Ausrichtung der Sequenzen auf ein Referenzgenom und die Identifizierung von Bereichen mit hoher Transposase-Aktivität, die auf offene Chromatinregionen hinweisen.
Anwendungsbereiche von ATAC-seq:
- Chromatinzugänglichkeit: ATAC-seq ermöglicht die Kartierung offener Chromatinregionen, die auf aktive Genregulation hinweisen. Diese Regionen enthalten oft Promotoren, Enhancer und andere regulatorische Elemente.
- Genregulation: Durch die Identifizierung zugänglicher Chromatinregionen kann ATAC-seq Einblicke in die Genregulation und die Dynamik der Chromatinstruktur während der Zellentwicklung oder in verschiedenen zellulären Zuständen geben.
- Epigenetische Studien: ATAC-seq wird verwendet, um epigenetische Veränderungen zu untersuchen, die die Chromatinzugänglichkeit beeinflussen und somit die Genexpression regulieren.
- Krankheitsforschung: ATAC-seq kann verwendet werden, um Unterschiede in der Chromatinzugänglichkeit zwischen normalen und krankhaften Zellen zu identifizieren, was zur Aufklärung der molekularen Mechanismen von Krankheiten beitragen kann.