ATAC-Seq的发展及应用
上一篇文章中我们介绍了ATAC-Seq的技术原理以及操作过程，那么今天这篇文章我们就来讲一讲ATAC-Seq技术的发展历程及其应用。
ATAC-Seq的发展历程
2013 年，Buenrostro等[1]建立了材料需求量少、过程更为简便、效率更高的ATAC-seq 技术。该技术仅需两步就能从500~50,000个细胞捕获染色质开放区域[1,2] ，从该技术发布以来，使用这个技术发表的文章就呈现井喷式增长。从2013年到2021年之间，使用ATAC-Seq技术的的文章共有1016篇[3]，足以见得这个技术应用的广泛程度。同时这些文章也涉及了很多不同的领域，我们来一起看一下下面这组图，估计就可以感受到ATAC-Seq的火爆程度。下图A是2013-2021年间使用ATAC-Seq、ChIP-Seq和RNA-Seq等技术发表的文章数量。B图是排名前50的期刊发表了ATAC seq文章。C图展示的是使用ATAC-Seq技术研究癌症和其他疾病的文章数量。
图1 ATAC-Seq的文献计量学和数据集统计[3]
ATAC-Seq的应用
自ATAC-Seq技术诞生起，该技术就凭借其稳定性和高灵敏度已广泛应用于表观基因组学研究。除了能用来确定功能基因组调控区域信息、找出组织特异基因以及预测潜在结合蛋白外，还能跟其他分析技术联合，用于发现潜在的关键调控元件、转录因子和理解控制体内负责过程的基因调控网络[4]。
ATAC-Seq现在已经广泛应用于慢性淋巴细胞白血病[5]、肝细胞癌[6]、食管癌[7]、系统性红斑狼疮[8]、糖尿病[9]、骨关节炎[10]等疾病的染色质可及性图谱。这些实验有利于我们研究基因调控作用，基于此可以更好的了解复杂疾病在发生发展过程中的调控因子的变化，进一步推动表观遗传领域疾病的研究。ATAC-seq 技术的开发与应用，对于揭示个体间遗传水平上的主要差异和相似性以及复杂疾病的病因、临床分型、个体化医疗、预后、预测或监测药物疗效具有重要的意义[11]。
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参考文献
1. Buenrostro JD, Giresi PG, Zaba LC, Chang HY, Greenleaf WJ. Transposition of native chromatin for fast and sensitive epigenomic profiling of open chromatin,DNA-binding proteins and nucleosome position. Nat Met, 2013, 10(12): 1213-1218.
2. Wu JY, Huang B, Chen H, et al. The landscape of accessible chromatin in mammalian preimplantation embryos. Nature, 2016, 534(7609):652-657.
3. Liheng Luo, Michael Gribskov and Sufang Wang. Bibliometric review of ATAC-Seq and its application in gene expression. Briefings in Bioinformatics, 2022, 23(3), 1–13.
4. 吴杰, 全建平, 叶勇, 等. 染色质转座酶可及性测序研究进展. 遗传, 2020, 42(4): 333―346.
5. Rendeiro AF, Schmidl C, Strefford JC, Walewska R, Davis Z, Farlik M, Oscier D, Bock C. Chromatin accessibility maps of chronic lymphocytic leukaemia identify subtypespecific epigenome signatures and transcription regulatory networks. Nat Commun, 2016, 7: 11938.
6. Dechassa ML, Tryndyak V, de Conti A, Xiao W, Beland FA, Pogribny IP. Identification of chromatin-accessible domains in non-alcoholic steatohepatitis-derived heaptocellular carcinoma. Mol Carcinog, 2018, 57(8): 978-987.
7. Britton E, Rogerson C, Mehta S, Li Y, Li X, Fitzgerald RC, Ang YS, Sharrocks AD. Open chromatin profiling identifies AP1 as a transcriptional regulator in oesophageal adenocarcinoma. PLoS Genetics, 2017, 13(8): e1006879.
8. Zhu L, Yin ZJ, Ju BM, Zhang J, Wang YH, Lv XH, Hao ZM, He L. Altered frequencies of memory B cells in new-onset systemic lupus erythematosus patients. Clin Rheumatol, 2018, 37(1): 205-212.
9. Bysani M, Agren R, Davegårdh C, Volkov P, Rönn T, Unneberg P, Bacos K, Ling C. ATAC-seq reveals alterations in open chromatin in pancreatic islets from subjects with type 2 diabetes. Sci Rep, 2019, 9(1): 7785.
10. Liu Y, Chang JC, Hon CC, Fukui N, Tanaka N, Zhang Z, Lee MTM, Minoda A. Chromatin accessibility landscape of articular knee cartilage reveals aberrant enhancer regulation in osteoarthritis. Sci Rep, 2018, 8(1): 15499.
11. 陈敏, 张峥, 孟紫媛, 张学军. ATAC-seq 在复杂疾病研究中的应用进展. 2020, 42(4):347-353.
