CHIP
CHIP及ChIP-seq實(shí)驗(yàn)服務(wù)
染色質(zhì)免疫共沉淀(Chromatin Immunoprecipitation, ChIP)是用于研究體內(nèi)DNA與蛋白質(zhì)相互作用的方法。CHIP不僅可以檢測(cè)體內(nèi)反式因子與DNA的動(dòng)態(tài)作用,還可以用來研究組蛋白的各種共價(jià)修飾與基因表達(dá)的關(guān)系。通過對(duì)ChIP富集得到的DNA片段進(jìn)行大規(guī)模測(cè)序(ChiP-seq),可獲得數(shù)百萬條序列標(biāo)簽,并能把所關(guān)注的蛋白的DNA結(jié)合位點(diǎn)精確定位到基因組上。ChiP-seq具有背景低、信噪比高、定位精度高、高靈敏度等優(yōu)勢(shì)。
一、CHIP實(shí)驗(yàn)流程
1. 交聯(lián)固定:配置1% PBS甲醛,然后將10ml的1%甲醛加入到樣本中;室溫?fù)u床慢搖10min,用500 ul 2.5M 甘氨酸中止固定,繼續(xù)慢搖5 min;然后300g,5min離心。
2. 取細(xì)胞核:棄培養(yǎng)液,用大量冰預(yù)冷的PBS洗3遍,每一遍洗完后300g,5min離心,最后棄上清保留固定過的樣本,用1ml IP dilution buffer重懸;
3. 染色質(zhì)片段化:樣品轉(zhuǎn)到2ml EP管,冰上超聲:20次,30s on/30s off;13200rpm,10min ,4度,收集上清,留取50ul用作In put備用;
4. 孵育:將上清分成兩份,一份加入IgG抗體,一份加入目的蛋白抗體,然后4度孵育過夜;在孵育好的抗體-超聲裂解物中加入 Protein G beads,然后4度孵育4小時(shí);
5. 洗脫:使用Wash buffer wash Beads 4次后,使用Elution buffer進(jìn)行洗脫;在洗脫產(chǎn)物中加入蛋白酶K,65度消化過夜;
6. 純化:用QIAquick PCR Purification Kit 純化樣品;
7. CHIP-qPCR檢測(cè):設(shè)計(jì)引物,通過qPCR進(jìn)行目標(biāo)基因的定量檢測(cè)。


CHIP-qPCR示例圖
二、CHIP-seq實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析
(一)CHIP-seq實(shí)驗(yàn)過程
CHIP實(shí)驗(yàn)獲得的DNA樣品進(jìn)行建庫,上機(jī)測(cè)序。
本研究使用 Diagenode 公司 MicroPlex Library Preparation Kit v2 為例,進(jìn)行ChIP-seq 建庫,具體操作步驟如下:
1. 樣本質(zhì)檢:在建庫之前需要對(duì)樣本進(jìn)行質(zhì)量控制檢測(cè)。使用 Life 公司 Qbit 定量 試劑盒對(duì) ChIP 得到的 DNA 樣本進(jìn)行定量。然后使用安捷倫公司 2100DNA 電泳儀 對(duì)微量的 DNA 進(jìn)行片段大小確認(rèn)。(要求 DNA 含量>0.5 ng/μL,片段分布在 100-600 bp 之間)
2. 末端修復(fù)、磷酸化并加dA尾:取5μL ChIP得到的dsDNA,加入2μL Template
Preparation buffer 及 1μL Template Preparation Enzyme.混勻后放入 PCR 儀中。22°C25 分鐘,55°C20 分鐘,4°C2 分鐘。
3. 接頭連接:在樣本中加入1μL Library Synthesis Buffer及1μL Library Synthesis Enzyme.混勻后放入 PCR 儀中。22°C40 分鐘,4°C2 分鐘。
4. PCR 擴(kuò)增:在樣本中加入 25μL Library Amplification Buffer、1μL Library Amplification Enzyme 及 4μL Nuclease-free Water.混勻后放入 PCR 儀器中。
5. PCR 擴(kuò)增產(chǎn)物純化
a. 前取出 AMPure XP beads 放置于室溫,渦旋震蕩混勻。
b. 在樣本中加入 50μL (1X) AMPure XP beads,使用移液器混勻。
c. 室溫孵育 5 分鐘。
d. 將混合樣本短暫離心(不超過 500 rpm)并置于磁力架中。待溶液澄清后(約 8 分 鐘),小心移除上清。
e. 保持離心管始終處于磁力架中,加入 300μL 新鮮配制的 80%乙醇。室溫孵育 30 秒,小心移除上清。重復(fù)此步驟兩次。
f. 將離心管放于 37°C 金屬浴中,開蓋干燥磁珠 2 分鐘。
g.加入 25μL Nuclease-free Water 進(jìn)行 DNA 洗脫。渦旋振蕩使充分混勻。將反應(yīng)管短暫離心并置于磁力架中。待溶液澄清后(大約 8 分鐘),小心吸取 22μL 上清至滅菌 PCR 管中。即得 DNA 文庫。
h.上機(jī)測(cè)序。
(二)CHIP-seq數(shù)據(jù)分析
a. 測(cè)序數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)估;
b. 與參考基因組比對(duì)分析;
c. peak峰calling分析;
d. motif識(shí)別與分析;
d. peak峰相關(guān)基因注釋;
e. 差異peak分析;
f. 相關(guān)基因GO,KEGG富集分析等。
結(jié)果展示:

圖1. Quality scores Per base sequence quality


圖2. CHIP-seq 數(shù)據(jù)可視化示例

圖3. peaks在基因組功能性區(qū)域的分布統(tǒng)計(jì)圖

圖4. 基因附近的平均信號(hào)分布

圖5. motif分析結(jié)果示意圖

圖6. CHIP-seq信號(hào)富集heatmap

圖8. 基因的GO富集示意圖

圖9. KEGG富集分析示意圖






