技术简述

 配对末端标签测序分析染色质相互作用(chromatin interaction analysis by paired-end tag sequencing, ChIA-PET)技术是一项在全基因组范围内分析远程染色质相互作用的新技术。它把染色质免疫沉淀(chromatin immunoprecipitation,ChIP)技术、染色质邻近式连接(chromatin proximity ligation)技术、配对末端标签(paired-end tag, PET)技术和新一代测序(next-generation sequencing)技术融为一体，在基因组三维折叠和套环状态下分析基因表达和调控。ChIA-PET技术已用于确定人乳腺腺癌细胞内雌激素受体a的结合位点之间的相互作用。随着更多蛋白质因子的发现及其抗体的应用，该技术可实时捕获全基因组范围内参与复制、转录过程的蛋白质因子结合位点以及结合位点间的相互作用，这对于阐明基因调控和疾病发生机制具有重大意义。

技术流程

1. 用甲醛铰链DNA和蛋白，目的是让可能存在相互影响的DNA片段连接；

2. 用超声等方法将DNA片段化；

3. 用特异性蛋白抗体富集DNA和蛋白复合物；

4. 在DNA片段末端加上包含MmeI位点的生物素化寡核苷酸linker；

5. 连接linker，从而形成连接目的DNA片段的桥梁；

6. 用限制性内切酶消化得到DNA片段，去除蛋白质；

7. 固定化PET序列；

8. 上机测序。

技术应用

• 研究DNA片段之间的相互作用；

• 构建染色质相互作用网络；

• 染色质相互作用的功能研究；

• 染色质三维结构的重建。

技术优势

(1) ChIA-PET技术在全基因组范围内确定蛋白质因子结合位点的同时，能够确定结合位点间的相互作用。

(2) ChIA-PET技术利用超声打断DNA-蛋白质复合体，避免了利用限制性内切酶水解DNA-蛋白质复合体引入的染色质随机连接, 因而有效减少了相互作用的噪音。

(3) ChIA-PET 技术借鉴了ChIP 技术的优点棗利用特异性的抗体捕获与蛋白质因子结合的染色质，进而得到蛋白质因子结合位点和结合位点间的相互作用，避免了全基因组分析的复杂性。

应用案例

题目：通过ChIA-PET绘制水稻中活性基因相关染色质环（Mapping Active Gene-Associated Chromatin Loops by ChIA-PET in Rice）

发表期刊：Methods Mol Biol

影响因子：1.13

研究内容：

多级染色质结构对于转录调控和许多生物过程至关重要。众所周知，许多动植物的线性基因组被划分为各种染色质相互作用结构域或具有特定染色质特征的基因调控模块，如H3K4me3相关活性相互作用结构域、H3K27me3或Polycomb相关抑制结构域、H3K9me2相关异染色质结构域。ChIA-PET 将染色质免疫沉淀 （ChIP） 检测与邻近连接相结合，通过使用目标抗体拉低特定的染色质复合物，可以检测由共调控基因连接的基因接触网络。在这里，我们描述了一种详细的、长读长的 ChIA-PET 方案，用于绘制植物中以启动子为中心的活性基因模块。

图 长读长 ChIA-PET 程序