染(ran)色質免(mian)疫共沉(chen)淀（Chromatin Immunoprecipitation，ChIP）是(shi)在體內環境中研究(jiu)蛋白(bai)質與DNA相互作用(yong)的經典實驗方法，廣泛應用(yong)于組蛋白修飾、特定轉錄因子的基(ji)因調(diao)控作用(yong)等(deng)相關領域。隨著(zhu)新一代測(ce)序(xu)技術的發展和成熟，染(ran)色質免(mian)疫(yi)沉淀實驗與(yu)高(gao)通量測(ce)序(xu)的整合——ChIP-seq，可在全(quan)基(ji)因組范圍(wei)對蛋白(bai)結合(he)位點進行高效(xiao)而(er)準確的篩選與鑒定，同(tong)時也為研究的深入開展打下基(ji)礎(chu)。
采(cai)用特異性抗體對目的蛋白進(jin)行免疫沉淀后，分離(li)與(yu)其(qi)結(jie)合的基因組DNA片段，再通過高通量(liang)測序與(yu)數據分析，在全基因組范圍(wei)內尋找目的蛋白的DNA結合位點，并且可以(yi)基于多個樣品進行差異(yi)比較。
1、實(shi)驗方(fang)案
測序策略：Illumina NextSeq 500 SE50
數據量：20M clean reads
2、數據分析
2.1 標準信息分析
（1）與參考序(xu)列比對(dui)
（2）Peak分析
（3）Peak在基因(yin)功能(neng)元件(jian)上的分布
（4）Peak相關基因(yin)分析(xi)
（5）Peak相關基因的GO功能(neng)顯著性富集分(fen)析
（6）Peak相關基因的Pathway功能顯著性富(fu)集分析
（7）鑒定樣(yang)品間差異Peak
（8）樣品間差(cha)異Peak的基因功(gong)能元件分(fen)布
（9）樣品間差(cha)異Peak相關基(ji)因分析
（10）樣品間差異Peak相關基(ji)因的(de)GO功(gong)能顯著性富集分析
（11）樣品間差異Peak相關基因的Pathway功能顯(xian)著(zhu)性(xing)富集分析(xi)
（12）motif結(jie)構域預測
3、技術流程
4、案例(li)分析
案例（1）FOXO轉錄因子作(zuo)用位點(dian)特征
FOXO轉錄因子（FOXO）是(shi)控制物種壽命的中(zhong)心調控因子，但是(shi)FOXO執(zhi)行特定的細(xi)胞功能(neng)，包括成人(ren)干細(xi)胞內(nei)穩和免(mian)疫功能(neng)。FOXO直接作(zuo)用的靶點已(yi)經(jing)在若(ruo)干物種和細(xi)胞類(lei)型中(zhong)鑒定得到。用meta分(fen)析從組織到生物體，以及哺(bu)乳動物，秀麗線蟲和(he)果蠅的FOXO靶向位(wei)點的數據。結果表明，FOXO作用的特(te)定細(xi)(xi)胞是與細(xi)(xi)胞特(te)定功能的相關的。而(er)且FOXO在(zai)脊椎(zhui)動(dong)物(wu)和無脊椎(zhui)動(dong)物(wu)中存在(zai)相同保守區域(yu)(yu)的作(zuo)用位(wei)點。這(zhe)些與生(sheng)物(wu)生(sheng)長(chang)，新(xin)陳(chen)代謝，抗壓力，蛋白質平(ping)衡相關的保守區域(yu)(yu)的結合(he)位(wei)點表明(ming)，這(zhe)些生(sheng)物(wu)可能(neng)擁有同一(yi)個祖先(xian)。
圖1 FOXO轉錄因子結合(he)組織特(te)異性的共同靶(ba)點
圖2 FOXO轉錄因子結(jie)合(he)靶點韋恩(en)圖和保守性分析
案例(li)（2） 肝受體X和PPARG在癌細胞增殖(zhi)不同調控機制的定義(yi)
肝(gan)受體X（LXRs，NR1H2，NR1H3）和PPAGR在HT29大腸(chang)癌(ai)細胞的(de)信號進(jin)行全面(mian)的(de)，全基因組的(de)以及(ji)各個發展階段的(de)調控。PPAGR能夠產(chan)生快速的(de)短期的(de)回應(ying)，并且對(dui)(dui)相(xiang)(xiang)應(ying)的(de)基因進行活化。相(xiang)(xiang)對(dui)(dui)應(ying)的(de)，肝(gan)受體X產(chan)生長期(qi)持久的激活(huo)功能，抑制基因活(huo)化，提供了LXR和PPARG活(huo)化來(lai)調控癌癥細(xi)胞的生長代謝的過程圖，為癌癥靶點治療指明了方向。
圖1 LXRs和PPARG的(de)(de)全基(ji)因組范圍的(de)(de)結合情況(kuang)
參考(kao)文獻(xian)
[1] Webb et al. Characterization of the direct targets of FOXO transcription factors throughout evolution. Aging Cell, 2016.
[2] Savic et al. Distinct gene regulatory programs define the inhibitory effects of liver X receptors and PPARG on cancer cell proliferation. Genome Medicine, 2016.
