ATAC-Seq是一种识别开放染色质区域的方法，这些基因组区域中DNA没有紧密缠绕在核小体周围，可被转录因子和其他调控蛋白访问。
原理
超活性Tn5转座酶衍生物（Tn5转座体复合物）在一个称为标签化的过程中同时片段化并用测序适配器标记可及DNA。开放染色质区域被Tn5优先切割和标记，因为核小体结合的DNA在物理上不可及。标记的片段随后通过PCR扩增和测序。
方案
- 收获50,000个活细胞（推荐最低量）。对于低起始量实验，可以仅用500个细胞。
- 在冰冷的裂解缓冲液（10 mM Tris-HCl pH 7.4、10 mM NaCl、3 mM MgCl₂、0.1% IGEPAL CA-630）中冰上裂解细胞10分钟，以分离完整的细胞核。
- 沉淀细胞核并重悬于含有装载了Illumina兼容适配器的Tn5转座体的转座反应混合物中。
- 在37 °C轻轻混合孵育30分钟。
- 使用柱或磁珠纯化标签化DNA。
- PCR扩增10–15个循环，加入条形码索引。
- 在Illumina平台上测序（标准为双端50 bp）。
数据分析
原始读数经过：
- 切除适配器序列并比对到参考基因组。
- 过滤去除线粒体读数（可能占读数的30–50%）。
- 校正Tn5插入偏好性（Tn5对某些二核苷酸有弱序列偏好）。
- 使用MACS2或Genrich进行开放染色质峰识别。
- 注释以识别启动子、增强子、CTCF结合位点和其他调控元件中的峰。
所得峰定义了可及染色质景观。不同条件之间的差异可及性识别在分化、疾病进展或药物治疗过程中改变活性的调控元件。
质量控制
- 片段大小分布：Tn5产生两种大小的片段。无核小体片段<100 bp，单核小体片段为180–247 bp，双核小体片段为315–400 bp。良好的ATAC-Seq文库显示清晰的核小体梯状模式。
- 峰中读段比例（FRiP）：FRiP分数>0.3表示良好的信噪比。
- 转录起始位点（TSS）富集：读段应在TSS处富集。TSS富集分数>5表示质量良好。
应用
ATAC-Seq用于识别调控元件（启动子、增强子、沉默子）、研究[转录因子足迹](/guides/emsa-and-dnase-footprinting.html)以及分析不同细胞状态和类型之间的染色质动态。单细胞ATAC-Seq（scATAC-Seq）将该方法扩展到单个细胞，揭示异质组织中细胞类型特异性的调控景观。
与DNase-Seq和MNase-Seq的比较
ATAC-Seq需要的细胞量比DNase-Seq少10–100倍（50,000 vs. 10–50百万），耗时1–2天而非3–4天，且工作流程更简单（一种酶而非DNase I滴定）。MNase-Seq定位核小体位置（而非开放染色质），需要10–50百万个细胞。ATAC-Seq已在很大程度上取代了这两种方法用于常规染色质可及性分析。
