华大科技

高通量单细胞ATAC-Seq

基于10x Genomics平台的高通量单细胞ATAC-Seq技术，是利用液滴法原理，使用Tn5酶进入核膜对细胞核进行预处理后，通过控制微流体的进入，将带有barcode、引物及酶的凝胶珠（Gel Beads）与处理后的细胞核混合，进行文库构建，从而实现大规模的单细胞级别的染色质可及性区域信息获取。可用于检测转录起始位点（TSS）和调控区域中富含信号的开放染色质，研究和比较感兴趣区域中的开放染色质，基于开放染色质区域和富集转录因子（TF）基序聚类和鉴定细胞等，为深入了解表观遗传调控的机制、转录因子网络、以及细胞状态转换中表观基因组与转录组之间的相互作用等提供可能。

应用领域

发育调控：胚胎发育/细胞分化-调控图谱绘制/细胞发育路线拟合等
肿瘤/疾病：致病机理/调控网络/转录因子研究/生物标志物

产品优势

2倍有效数据量： 提高peak有效测序深度及细胞鉴定数。
前沿热点信息分析内容: 全面基因活性与顺式调控分析，掌控单细胞转录调控真实状态。
采用新研究工具：单细胞染色质开放区域分析新软件，优先发文，快人一步。
“0”单细胞数据拆分错误：搭载DNBSEQ^TM测序系统，不惧样本间单个细胞数据弄混。
一站式服务呵护你的样品：独家流式分选服务，一站式实现从组织到数据，避免细胞反复冻融。
丰富的项目经验：华大成立至今，单细胞服务业务国内首家，合作伙伴遍布全球，多项科研成果在顶尖杂志上发表。

实验阶段

首先将提取好的细胞核，经Tn5进行孵化处理；然后将细胞核上样，与凝胶微珠以及反映体系混合，流经油相泳道后，形成GEM结构油包水微滴，进而细胞核膜破裂后，捕获到的DNA片段进行扩增后破乳，获得带有barcode的DNA片段。最后完成测序接头连接，进行DNBSEQ^TM测序。

图 10× Genomics技术ATAC-Seq建库流程

测序策略

测序平台：DNBSEQ平台

测序读长：PE50

信息分析阶段

1. Peak峰图绘制

2. 细胞分群

3. 差异peak分析

4. peak间关系分析

5. peak与基因关系分析

6. peak相关基因功能分析

7. 转录组因子结合区域分析

peak顺势调控关系图谱绘制——应用案例

通过peak共调控关系，找到感兴趣基因可能共参与调控的peak区域；如检索到某基因增强子区域，通过分析找到此增强子有共调控关系的增强子，说明这些增强子可能是该基因表达共同驱动因素，共同解释相应生物学现象，用于调控机理深挖。

研究正常乳腺发育过程中单细胞状态，该研究发现许多增强子与Sox10启动子具有很强的推定共可达性，并在功能上证实它们是Sox10表达的主要驱动因素^[1]。

图1 peaks顺式调控关系图

cicero预测了Sox10 (A)、Krt8和Krt18 (B)位点的顺式调控相互作用的连锁图(橙色框表示Sox10启动子区域或假定增强子区域为Krt8和Krt18)。之前描述的Sox10增强子用绿色表示。

【1】 Chung Chi-Yeh,Ma Zhibo,Dravis Christopher et al. Single-Cell Chromatin Analysis of Mammary Gland Development Reveals Cell-State Transcriptional Regulators and Lineage Relationships.[J] .Cell Rep, 2019, 29: 495-510.e6.

peak关联基因活性分析-应用案例

通过评估与每个基因相关染色可及性片段来量化基因组中每个基因的活性，表征某一时空状态下单细胞转录调控状态。

通过对小胶质细胞(Oligo)、间神经元(Inter)、兴奋性神经元(Ex)、内皮细胞(Endo)中细胞类型标记物进行基因活性评分，发现兴奋性神经元和中间神经元明显地与神经胶质细胞、小胶质细胞和内皮细胞分离，在兴奋性神经元内仍存在显著的异质性[2]。

图2 感兴趣基因通过Cicero基因活性评分绘制基因活性点阵热图

【2】 Cusanovich Darren A,Hill Andrew J,Aghamirzaie Delasa et al. A Single-Cell Atlas of In Vivo Mammalian Chromatin Accessibility.[J] .Cell, 2018, 174: 1309-1324.e18.

1. cluster peak峰图绘制