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大規(guī)模并行測序技術為表觀基因組學領域奠定了基礎。本文描繪了用于表觀基因組分析的關鍵方法，包括（1）亞硫酸鹽測序，（2）染色質免疫沉淀測序（ChIP-Seq），（3）測定開放染色質，和（4）基因組3D構象捕獲。

亞硫酸鹽測序

全基因組DNA甲基化可以通過基于抗體富集的方法和亞硫酸鹽轉化的DNA測序實現。基于富集的方法可以定性檢測甲基化修飾區(qū)域，能夠區(qū)分5mC和5hmC，并且可以與結合酶切提高分辨率和敏感性。基于抗體富集的方法需要每個樣品測序50-100 M 短序列。

亞硫酸鹽處理的DNA直接測序可以定量DNA甲基化修飾水平，但不能區(qū)分5mC和5hmC。亞硫酸鹽測序有兩個主要的文庫構建的策略。在第一種方法（示出）中，加入連接子的基因組文庫進行亞硫酸鹽處理（Lister等人，2009）。在第二種中（未顯示），基因組DNA首先進行亞硫酸鹽轉化，然后進行文庫構建（Miura等，2012）。對于轉換方法，為每個樣品產生10億個100nt序列讀數，并且文庫構建方法在基因組覆蓋中引入不同的文庫偏好。

DNA甲基化分析
胞嘧啶修飾是哺乳動物基因組的一個特點。

全基因組水平的5-甲基-胞嘧啶修飾（5mC，又稱DNA甲基化）及其氧化衍生物（例如5hmC）圖譜繪制通常使用基于富集和轉化的方法結合大規(guī)模并行測序來實現。亞硫酸鹽處理可以定量5mC修飾圖譜，但不能區(qū)分5hmC。抗體富集可以對5mC和5hmC進行定性測量。將亞硫酸鹽轉化或抗體富集的DNA純化，進行文庫構建并克隆測序。后期需要特定的算法和工具進行序列比對和甲基化水平計算。

染色質免疫沉淀測序
組蛋白化學修飾。

全基因組水平的組蛋白修飾通常使用染色質免疫沉淀偶聯大規(guī)模并行測序（ChIP-seq）來實現。 組蛋白結合的DNA可以通過超聲處理、酶消化或轉座子插入的方式（未顯示）從基因組中釋放。如果使用超聲處理，染色質必須首先進行化學交聯（見步驟4）。組蛋白解離后，特定的化學修飾通過免疫結合富集。富集后的復合體進行DNA純化，文庫構建，大規(guī)模測序，并進行生信分析。
3. 開放染色質分析
核小體耗盡的區(qū)域富含調節(jié)元件。
全基因組水平的開放染色質分析通常通過DNA片段集合的大規(guī)模并行測序實現，此片段集合可從經轉座子插入、酶促消化或超聲處理的完整染色質中釋放得到。選取所得DNA片段大小或苯酚-氯仿提取之，以耗盡核小體結合的DNA。富集后的復合體進行DNA純化，文庫構建，大規(guī)模測序，并進行生信分析。

3D染色質捕獲
染色質環(huán)接觸揭示遠端調控元件和結構域。
全基因組水平的長范圍染色質接觸是通過鄰近連接產生的DNA片段集合的大量并行測序實現的。完整的染色質以物理連接與三維空間相鄰的基因組遠端核小體相交聯。

交聯的染色質被酶促消化，所得的DNA用生物素標記末端并進行鄰近連接。連接的DNA通過超聲處理或酶消化被剪切，而連接點通過鏈霉親和素下拉富集。純化得到的DNA，進行文庫構建、大規(guī)模測序及生信分析。

SnapShot：Epigenomic Assays

染色質免疫沉淀測序
全基因組水平的組蛋白修飾通過ChIP-seq檢測到了（Barski等，2007）。通常，對25-50萬個免疫沉淀片段進行組蛋白標記的測序。顯示了從與100-300bp基因組片段相關的染色質釋放核小體的兩種主要策略。此外，利用基于轉座子的染色質片段的策略近來已經適用（Schmidl等，2015）。
繪制開放的染色質
開放染色質區(qū)域的基因組位置通過直接測序從經轉座子插入（Buenrostro等，2013）或酶消化（Boyle等，2008; Crawford等，2006）的染色質中釋放的基因組DNA片段來測量。該方案的變體（未顯示）化學性交聯染色質并使用超聲處理隨后釋放通過苯酚 - 氯仿萃取富集的非交聯區(qū)域（Boyle等人，2008）。測序要求取決于實驗參數和分辨率要求，范圍為從每個樣品10到100多百萬個片段。
染色體構象捕獲
染色體構象捕獲（3C）技術提供了DNA片段在三維（3D）空間的基礎上相互作用的位置（Bonev和Cavalli，2016）。為了測量全基因組水平的染色質相互作用，單個實驗通常需要5億個序列讀數。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的表观基因组分析的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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