Nature Commus: PippinHT助力UMI-ATAC-seq  技術，提高開放染色質的檢測靈敏度
 

通過轉座酶獲取開放染色質信息的測序技術，英文全稱為Assay for Transposase Accessible Chromatin using sequencing。ATAC-seq測序技術的常規流程大致是，細胞或組織樣本在核質分離后，將細胞核單獨收集在一起，然后通過轉座酶對核內的染色質進行打斷（轉座酶可以將自身結合的一段序列隨機插入到基因組中）。緊密包裹的染色質DNA不會被轉座酶打斷，而開放區域的染色質DNA會被轉座酶隨機插入并打斷。將這些打斷后的DNA收集在一起進行后續的建庫、測序和分析，即可得到開放染色質的信息（見Fig.1）。開放性染色質是指某個時間點同時進行轉錄的DNA區域，也被稱為可及性染色質。
 

Fig.1  ATAC-seq技術示意圖
 

傳統ATAC-Seq測序技術的不足之處在于，由于存在PCR擴增步驟，使用標準的ATAC-seq流程無法從PCR擴增產生的PCR duplicates（NGS中由于PCR bias而產生的重復reads被稱作duplicates，它是正常測序過程中伴隨的一種冗余的誤測序產物，由于這些重復序列并不能帶來額外信息，相反會影響變異檢測結果的準確性，因此下游生信分析中需要去除這些重復序列）中準確地識別出獨立產生的相同Tn5插入。
 

改良的UMI-ATAC-seq測序技術

 

 

2020年11月份發表在Nature子刊《Communications Biology》上的一篇文章中，來自中國華中農業大學的科研工作者提出對標準的ATAC-seq技術進行改良，將帶有標準TruSeq測序接頭的獨特分子標簽（Unique Molecular Identifiers ，簡稱UMI）添加至標準的ATAC-seq流程中，即UMI-ATAC-seq測序技術（見Fig.2）。 具有相同UMI標簽的完全相同的DNA片段是由同一來源模板經過PCR擴增產生的，而帶有不同UMI標簽的完全相同的DNA片段則可能來自不同的細胞或基因組。因此該技術通過引入獨特的分子標簽UMIs，能夠從PCR duplicates中準確地識別出獨立產生（不同細胞/基因組來源的）的但是序列一致的 Tn5插入reads。他們隨后證明了UMI-ATAC-seq技術能夠更加準確地量化染色質的可及性/開放性，并提高了轉錄本的識別靈敏度。該文章指出，UMI-ATAC-seq對比標準的ATAC-seq技術，可以保留并識別出約20%被誤判為PCR duplicates的有用 reads，避免了有效信息的丟失。其中，文庫制備過程中的PCR擴增產物，通過PippinHT實現180-600bp的片段選擇，繼而使用TruSeq測序引物，在illumina測序平臺進行測序分析。
 

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原文鏈接：
https://www.nature.com/articles/s42003-020-01403-4

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