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烈冰生物單細胞測序產(chǎn)品另一“虎將”——ScATAC-seq一經(jīng)上線就迅速走紅，引起不小的轟動！很多老師也對單細胞ATAC測序產(chǎn)生了極大的興趣。本期，小編就帶大家一起來詳細了解一下ScATAC-seq測序的原理和實驗流程介紹。
ScATAC-seq作為ATAC-seq的進階版，能夠區(qū)分實驗樣本的細胞類型，細胞分化過程開放性染色質有什么差異，調控了哪些信號通路等等?？偟膩碚f，ScATAC-seq能在基因組水平上幫助我們了解細胞的轉錄調控過程，揭示不同調控因子位點，從表觀遺傳學的角度來解析基因信息。ScATAC-seq在開放染色質圖譜繪制，細胞分化發(fā)育，疾病的致病機制，腫瘤微環(huán)境、生物標志物等方面具有極大的應用前景。
要了解ScATAC-seq，首先我們要知道什么是ATAC-seq。ATAC-seq（Assay for Transposase-Accessible Chromatin with highthroughput sequencing）是利用轉座酶研究染色質可及性的高通量測序技術，通俗來說就是基于染色質可及性的特點，將攜帶測序信息的Tn5轉座酶插入染色質中，由于轉座酶只能剪切染色質開放區(qū)域并標記DNA序列，再進行高通量測序就能獲得相關基因信息。
正常情況下，DNA與核小體纏繞折疊在一起形成染色質，但是DNA的復制、轉錄都需要將染色體的高級結構解開，然而解壓并不需要打開全部染色體，只需要打開表達基因的區(qū)域，這部分打開的染色質，就叫開放染色質（open chromatin）。打開染色質，允許部分調控蛋白（比如轉錄因子和輔因子）與之相結合的特性，即染色質的可及性（chromatin accessibility）。
對染色質可及性探究的方法有很多，比如DNase-seq，MNase-seq，ChIP-seq，F(xiàn)AIRE-seq等。DNase-seq和MNase-seq方法利用限制性酶對染色質DNA進行片段化處理，該方法不能獲得完整開放的染色質信息。相較于粗暴的核酸酶，ScATAC-seq利用的Tn5轉座酶沒有偏好性，它能夠完整地將整個開放區(qū)域的序列直接捕獲下來，所需的細胞數(shù)量少(最少500個起始細胞），能夠在短時間內使用微量樣本獲得大量有效信息，且靈敏度高、實驗的重復性較好。
ATAC-seq是把所有實驗細胞看作了一個整體，獲得所有細胞混合的基因信息。ScATAC-seq是在ATAC-seq的基礎上，進行細胞核的分選和標記，通過barcode識別細胞核，解決了不同細胞群體的異質性的問題，能夠檢測出混雜樣品測序所無法得到的異質性信息。
●●● ScATAC-seq 細胞核的捕獲和標記 ●●●
上面我們介紹了轉座酶是如何切割開放性染色質的。相較于ATAC-seq，ScATAC-seq在細胞核的捕獲和標記方面，烈冰用10×Geomics ChromiumTM系統(tǒng)引入帶有特定barcode標簽的凝膠磁珠（beads）來標記細胞核。橫向孔道中輸入beads，第一列輸入細胞核，細胞核和beads吸附結合后在微流控作用下向右移動，進入第二列輸入的油滴中，形成油包水的結構。這時候，一個液滴=一個beads=一個細胞核=一個ATAC-seq，對酶切后的短片段進行PCR擴增反應。最后去除油滴，所有的序列混合在一起，進行上機測序。
總的來說，ScATAC-Seq實驗包括以下幾個部分：制備單細胞懸液→細胞破碎提核→單細胞核分選→文庫構建→上機測序。具體實驗流程如下：
