解析手法入門 第4回 ATAC-seqの原理と応用

ATAC-seqとは

 

現在、ゲノムワイド解析として、オープンクロマチン領域、DNA結合タンパク質の結合領域、ヌクレオソームの位置、およびゲノム位置間の相互作用を明らかにすることができます。

オープンクロマチン領域を探索するゲノムワイド解析の手法には、FAIRE-seqやDNase-seqなどが知られています。

しかし、これらの方法では、初期サンプル量が数千から数百万の細胞を必要としたり、細胞集団の不均一性を失ってしまったりと様々な欠点を生じます。加えて、クロマチンアクセシビリティと転写因子(TF)結合を同時に調べることができません。

ATAC-seqは、これまでの技術よりも安定しておりかつ高感度です。

 

この記事では、Nature Methods volume 10, pages 1213–1218 (2013)の内容をもとにATAC-seqについて解説していきます。

ATAC-seqの原理

ATAC-seqは、Assay for Transposase-Accessible Chromatin Sequencingの略称です。

ATAC-seqには、トランスポゼースと呼ばれる酵素を用います。トランスポゼースは、ゲノムDNAを断片化すると同時に、それらの断片にシーケンス用のアダプターを結合させます。この反応は、トランスポゼースが結合できるオープンクロマチン領域(転写が活性化されている領域)でのみ選択的に起こります。

得られたDNA断片にはあらかじめシーケンシングアダプターがタグ付けされているため、そのままシーケンスを行うことができます。シーケンスされたDNA配列をマッピングすることにより、オープンクロマチン領域の位置を調べることができます。

実験スタート時の必要サンプル量は、500~50,000個程度で、実験の所要時間は半日以下と、これまでの技術と比較して非常にコンパクトです。

ATAC-seq挿入サイズはヌクレオソームの位置を明らかにする

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