什么是chip-seq?
Chip-seq即染色质免疫共沉淀测序(ChromatinImmunoprecipitationSequencing),是一种结合染色质免疫共沉淀(ChIP)技术与高通量测序(NGS)的分子生物学技术,可在全基因组范围内检测与组蛋白、转录因子等相互作用的DNA区段。以下是具体介绍:
技术原理
染色质固定:使用甲醛等试剂交联细胞内的蛋白质和DNA,使蛋白-DNA相互作用的复合物固定,从而保留它们在体内的结合状态。
染色质片段化:采用超声波或酶切的方法将染色质剪切成适合测序的小片段,通常片段大小在200-500bp范围内。免疫共沉淀:利用特异性抗体富集与目标蛋白结合的DNA片段,通过抗体与目标蛋白的特异性结合,将蛋白-DNA复合物沉淀下来。
交联逆转与DNA提取:通过加热或化学方法逆转蛋白-DNA交联,使DNA与蛋白质分离,然后提取并纯化DNA。
文库构建与高通量测序:对纯化的DNA片段进行测序文库制备,在DNA片段两端连接特定的寡核苷酸接头,随后在高通量测序平台上进行测序。
数据分析:包括序列比对,将测序读段映射到参考基因组;峰值调用,识别蛋白质结合的富集区域;功能注释,分析峰的位置和功能等。 二代测序是先打断DNA,使其片段化。贵州嘉安健达二代测序分析
二代测序——转录组测序的实验流程(下)测序根据研究需求和预算选择合适的测序平台,如Illumina测序平台。它的测序原理主要是边合成边测序(SBS)。在测序过程中,dNTP(脱氧核糖核苷三磷酸)带有不同颜色的荧光标记,当新的dNTP加入到正在合成的DNA链时,通过检测荧光信号来确定碱基类型,从而读取cDN**段的序列。测序深度(覆盖度)也是一个重要参数,一般来说,测序深度越高,检测到的低表达转录本的概率就越大,但成本也会相应增加。数据分析数据质量控制是第一步,要去除低质量的reads(如含有较多不确定碱基“N”的reads)和接头序列。然后将高质量的reads比对到参考基因组或转录组上,常用的比对软件有TopHat、STAR等。在确定了reads的位置后,就可以计算转录本的表达量,常用的方法有RPKM(ReadsPerKilobaseofexonmodelperMillionmappedreads)、FPKM(FragmentsPerKilobaseofexonmodelperMillionmappedfragments)等。此外,还可以进行差异表达分析,找出在不同样本条件下(如疾病组和健康组)表达量有***差异的转录本,用于后续的功能注释和通路分析,了解这些转录本可能参与的生物学过程和信号通路。湖北嘉安健达二代测序运用二代测序结果怎么分析?
二代测序应用于蛋白组测序的常见方式①?
基于转录组测序间接推断蛋白信息
原理:由于蛋白质是由mRNA翻译而来,先利用二代测序技术对转录组(主要是mRNA)进行高通量测序,获得基因转录水平的信息。基于中心法则中mRNA和蛋白质的对应关系,在一定程度上可以推测出相应蛋白质可能的表达情况。例如,通过分析mRNA的表达量高低,预估对应蛋白质的丰度趋势。如果某个基因的mRNA在样本中表达量很高,那么大概率其翻译产生的蛋白质在细胞内的含量也相对较高,但这只是初步推断,因为还存在翻译后调控等影响因素。
应用案例:在研究某种植物在不同生长阶段的蛋白表达变化时,先进行转录组测序,发现与光合作用相关的一些关键基因的mRNA在植物生长旺盛期表达量***上调,后续再通过其他蛋白检测手段验证到对应的光合作用相关蛋白质含量确实增多,这就体现了通过转录组测序间接了解蛋白表达趋势的可行性。
二代测序技术(NGS)
原理:通过构建DNA文库,在测序平台上对文库中的大量DNA片段进行大规模并行测序,能够同时获得数以百万计的DNA序列信息。
准确性方面:
全基因组检测准确性高:在全基因组测序或者外显子组测序中,能够***地检测基因序列的变化,包括单核苷酸变异(SNV)、插入/缺失(Indel)、拷贝数变异(CNV)等多种突变类型。其检测SNV的准确性可以达到99%以上,对于Indel和CNV的检测准确性也能达到90%-95%左右。
数据分析复杂影响准确性理解:由于NGS产生的数据量巨大,数据分析过程复杂。如果数据分析流程不完善或者对数据解读有误,可能会导致结果偏差。例如,在低质量数据过滤、比对参考基因组以及变异注释等环节都可能出现错误。 二代测序广泛应用于基因组学研究。
chip-seq的应用领域
转录因子结合位点分析:可以精确地鉴定特定转录因子在基因组上的结合位点,帮助研究人员了解转录因子的调控网络和基因表达调控机制。
表观遗传学研究:用于分析组蛋白修饰(如 H3K4me3、H3K27ac 等)和 DNA 修饰(如 5mC)在基因组中的分布,揭示这些修饰与基因表达和染色质状态的关系。
疾病研究:通过比较疾病样本和正常样本之间的差异,找到与疾病发生和发展相关的基因和调控因子,为疾病的诊断、***和药物研发提供靶点。
基因调控网络构建:鉴定转录因子和其他调控因子与基因组上的相互作用,构建基因调控网络,理解基因调控的复杂性和调控因子之间的协同作用。
基因组重构和进化研究:通过比较不同物种之间的转录因子结合位点和组蛋白修饰位点的保守性和变异性,揭示基因组的进化模式和基因调控的演化过程。 二代测序的优势是高准确性。徐汇区哪里有二代测序运用
二代测序读长方面比一代测序短很多。贵州嘉安健达二代测序分析
常见的二代测序类型①
全基因组测序(WGS):对生物体整个基因组进行测序,涵盖所有基因、非编码区域、调控区域等。能***检测基因组变异,但数据量和成本较高,适用于复杂疾病研究、物种进化分析等.
全外显子组测序(WES):针对基因组中全部外显子区域测序,可快速鉴定基因突变,性价比高,常用于遗传病诊断、**基因突变检测等,助力发现致病基因和潜在***靶点.
转录组测序(RNA-Seq):对特定细胞或组织在特定状态下的 RNA 转录情况测序,包括 mRNA、lncRNA、miRNA 等,可检测基因表达水平、剪接变异、可变剪接等信息,用于基因表达调控研究、疾病标志物筛选、药物研发等. 贵州嘉安健达二代测序分析