ChIP Sequencing

後基因體時代的重要課題

在自然界生物體中,染色體上的DNA序列會與蛋白質結合,例如,Histone、trancription factors等,造成chromatin的結構改變,進而調控基因的表現。這樣結合的機制,可以用來解釋細胞分化、表觀遺傳學、及疾病的發生,這些調控的脈絡關係是高度複雜的。研究蛋白質和基因序列結合以達到基因調控機制,是後基因體世代的重要課題之一。我們將染色質免疫沉澱反應 (Chromatin immunoprecipitation)所收集之可和特定蛋白質結合DNA序列,透過次世代定序,生物資訊分析,便可找出在基因體上哪些位置的DNA序列可和蛋白質結合,進而找出上下游可能被調控的基因。除ChIP-Sequencing之外,微陣列晶片Microarray也是常用的分析方法 (即ChIP-on-chip),但微陣列晶片Microarray的限制在於其解析度較低且背景值較高難以去除,而ChIP-Sequencing則克服Microarray的限制,可提供高解析度且深度足夠的分析結果。

                  Cell Cycle (2014) Volume 13, Issue 18 

ChIP-chip 與 ChIP-Seq 差異?

綜合比較
ChIP-chip
ChIP-Seq
ChIP DNA總量
高 (>1μg)
低 (~20ng)
解析度
30-100 bp
1bp
雜訊來源
非專一性的 hybridization
可能有些許 GC bias
偵測範圍

(弱訊號無法偵測,強訊號有飽和問題)
無受限
基因體研究範圍
受限制
(偵測範圍侷限於已知的probe序列)
大範圍
(全基因體,且包含重複序列)

如何找到Protein binding site?

DNA是雙股的結構,因此ChIP-Sequencing是從DNA的5’端定序,會對到基因體的正反股,如下圖可看到藍色序列對到的是正股,紅色序列對到的是反股,藉由序列的數量分布找到Peak,而兩者高峰處之間為Protein binding site (可稱為Enriched region)。

Nature Review Genetics(2009) 10:669-680 

適用研究目的

  • 基因的調控狀態的分析,例如: 分析DNA與transcription factors的結合區域。
  • 染色體結構的研究,例如: 分析DNA上組蛋白 (histone)的分布情況。

範例報告

ChIP-Sequencing。如有任何疑問,歡迎致電/來信指教。
有勁同時提供雲端服務 (DNAFolder) 讓客戶更完整地管理定序結果。

建議策略

產品

 ChIP-Sequencing

常見研究目的

 尋找蛋白質與DNA結合的位置

建議定序規格

 * 定序平台:Illumina
 * 定序方式:Single-End
 * 定序長度:100

建議定序資料量/定序深度

 20 million reads

特殊限制

 需有參考序列 (Reference sequence)

* 如需其他建議策略,歡迎致電/來信詢問。

樣品需求規格

生資分析流程

樣品類別
定序項目
分析層級
生物資訊分析策略
DNA
ChIP sequencing
Basic

 ● Quality trimmed

 ● Mapping to reference genome

 ● Peak detection (Histone)

 ● Peak detection (Transcription factor)

Advanced

 ● Quality trimmed

 ● Mapping to reference genome

 ●  Peak detection (Histone)

 ● Peak detection (Trascription factor)

 ● peaks annotation (Neighbor gene (+-2000bp) of peaks)

 ● GO analysis for genes with significantly different expression level

 ● KEGG metabolic pathways for genes with significantly different expression level

* 如需客製化生物資訊分析流程,歡迎致電/來信指教。


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