Cartographie de tout le génome de chromatine Accessible dans les Lymphocytes T humains primaires par ATAC-Seq

ATAC-seq^1,2 est une méthode robuste qui permet l’identification des régions de chromatine ouverte réglementaire³ et positionnement des nucléosomes. Cette information est appliquée pour inférer l’emplacement, identité et l’activité de facteurs de transcription. Sensibilité de la méthode pour mesurer les variations quantitatives dans la structure de la chromatine permet l’étude de l’activité des facteurs de la chromatine, y compris des rénovateurs de la chromatine et modificateurs, ainsi que l’activité transcriptionnelle de l’ARN polymérase II¹. ATAC-seq fournit donc une approche puissante et impartiale pour décrypter les mécanismes qui régissent la régulation transcriptionnelle dans n’importe quel type de cellules d’intérêt. Nous décrivons l’adaptation de l’ATAC-seq aux cellules humaines primaires de Th1 et Th2.

ATAC-seq, hyperactif Tn5 transposase chargé avec adaptateurs pour la nouvelle génération de séquençage (NGS) couples fragmentation de l’ADN avec marquage de l’ADN avec adaptateurs (c’est-à-dire, le processus de « tagmentation »)¹. Après amplification par PCR, les bibliothèques d’ADN qui en résultent sont prêts pour l’ordonnancement de prochaine génération (Figure 1). La tagmentation préférentielle de chromatine accessible est détectée par l’analyse d’un enrichissement local de lectures de séquençage ATAC-seq.

L’exigence pour moins produit de départ, par rapport à d’autres méthodes pour mesurer l’accessibilité de la chromatine et positionnement nucléosomique comme DNase-seq⁴, FAIRE-seq⁵et⁶de MNase-seq et une courte procédure expérimentale a encouragé l’utilisation du ATAC-seq dans les systèmes biologiques multiples, y compris les cellules humaines primaires^1,7 et échantillons cliniques⁸, ainsi que des organismes unicellulaires-⁹plantes¹⁰, drosophiles¹¹ et divers mammifères¹².

L’identité de la transcription des facteurs qui sont liés au locus accessibles peuvent être découvert par analyse de l’enrichissement de leurs motifs de séquences de liaison ou alliant ATAC-seq immunoprécipitation de la chromatine (ChIP) suivie par haut débit (de séquençage de l’ADN ChIP-seq). Cette approche a permis l’identification des facteurs de transcription spécifiques lignée importantes pour l’hématopoïèse dans la souris¹³. La nature globale et impartiale de l’ATAC-seq permet d’étudier la régulation génique dans les organismes pour lesquels les réactifs tels que les anticorps pour l’analyse de la puce ne sont pas disponibles. Par exemple, les variations évolutives cis-régions régulatrices ont été identifiés par l’étude des cellules de la crête neurale crânienne du¹⁴les humains et les chimpanzés, variations de développement dans les éléments de régulation au cours de la souris au début l’embryogenèse¹⁵, changements dans le paysage réglementaire pendant un cycle de vie des unicellulaires owzarzaki c.⁹et l’évolution des promoteurs et des amplificateurs à travers 20 mammifère espèces¹².

ATAC-seq a également joué un rôle important pour mesurer l’accessibilité de la chromatine dans des cellules individuelles, donc révélateur variabilité au sein de populations de cellules, qui habituellement se soustrait pangénomique études^7,16. En outre, ATAC-seq peut servir à étudier les changements qui se produisent dans les régions régulatrices de l’ADN dans des conditions de la maladie, dans lequel les échantillons sont rares. Par exemple, ATAC-seq peut être utilisé pour étudier les changements dans le paysage réglementaire lors de l’apparition de la leucémie myéloïde aiguë (AML)¹⁷ ou Ras-driven oncogenèse¹¹.