说到ATAC-seq，近几年可谓是表观组学研究领域的“新宠”，更与Hi-C、ChIP-seq等技术默契配合，频频打出漂亮的“组合拳”，亮相于各大顶级期刊。辣么问题来了，什么是ATAC?TA到底能做什么?今天我们以两篇文章来跟大家分享一下ATAC-seq在重编程方向的应用及研究进展。

ATAC-seq是使用高通量测序对Tn5转座酶可接近性染色质区域进行测序分析的一种表观遗传学研究技术。

第一篇

染色体重塑调控蛋白Arid1a介导肝细胞对肝损伤YAP信号做出响应

文章名称:AHomeostatic Arid1a-Dependent Permissive Chromatin State Licenses Hepatocyte Responsiveness to Liver-Injury-Associated YAP Signaling

发表单位:中科院分子细胞科学卓越创新中心、中科院上海营养与健康研究所

期刊:Cell Stem Cell

发表时间:2019年7月

IF:21.464

研究介绍

本研究发现，染色体重塑调控蛋白Arid1a介导肝细胞重编程相关基因在正常肝细胞中保持开放，使肝细胞具有响应损伤诱导YAP信号而激活重编程基因转录的潜能，揭示了肝细胞去分化及保持可塑性的分子基础。

Arid1a调控损伤诱导的肝细胞重编程

研究结果

1.依赖Arid1a的LPLCs形成有助于肝损伤再生

肝细胞向肝祖样细胞(LPLCs)的转化被认为是肝脏再生的重要机制，自发现以来受到广泛关注。本研究发现Arid1a蛋白在肝损伤后的LPLCs转化中起重要作用。敲除Arid1a会抑制肝细胞重编程，导致肝脏损伤再生的缺陷，进一步说明肝细胞重编程对Arid1a具有高度依赖性。

Arid1a缺失在损伤前及损伤后的恢复情况[1](左、右)

2.Arid1a通过染色质重塑控制LPLCs的形成

为了解Arid1a如何在调控LPLCs形成，本研究进行了ATAC-seq及ChIP-seq。研究者将ATAC-seq峰与已发表的肝细胞Arid1a ChIP-seq数据进行联合分析，重点关注Arid1a直接结合位点周边的LPLCs富集基因(在LPLCs中出现mRNA水平富集的基因)受到了哪些影响。

Arid1a敲除后开放性发生变化的区域(上图Group 1)包含大量LPLCs富集基因[1]

RNA-seq结果显示，LPLCs富集基因在DDC损伤的Arid1a-KO小鼠肝脏中表达较野生型显著降低，qPCR和免疫染色证实了这一结论。这些结果表明，Arid1a控制着关键的LPLCs富集基因的染色质可接近性，从而影响到这些基因的表达水平。

Arid1a开放的LPLCs富集基因整体(左)及部分关键基因(右)在KO小鼠中表达降低[1]

3.Arid1a介导的染色质开放状态使肝细胞受Hippo/YAP信号通路调控

研究发现，在与LPLCs转化相关的通路中，Arid1a开放的LPLCs富集基因在Hippo/YAP通路富集程度最高。当特异性分析Arid1a开放的LPLCs富集基因时，发现23.1% Arid1a结合的染色质可被Yap共结合。

肝细胞ATAC-seq和Yap ChIP-seq检测[1]

在DDC损伤Arid1a-KO小鼠肝细胞中，发现Yap结合显著减少。这些数据表明，Arid1a通过赋予肝细胞重编程基因染色质开放状态，促进LPLCs富集基因损伤后Yap介导转录，从而提供了肝细胞在损伤后响应再生信号能力的分子基础。

Yap结合情况ChIP-qPCR验证(左)及Yap-Arid1a共结合LPLCs富集基因的表达水平变化(右)[1]

4.Arid1a赋予肝细胞在体内对Yap诱导的LPLCs形成作出反应的关键能力

通过转座子系统，研究者建立了Yap诱导的LPLCs模型，结果显示，在YapS127A过表达8周和12周时，可检测到由肝细胞诱导产生、带有肝祖细胞标志物的细胞群体(Hnf4a+Sox9+)。Arid1a的缺失组与对照组小鼠相比，Yap+Sox9+细胞数量显著降低。综上所述，Arid1a赋予肝细胞在体内对Yap信号作出反应、诱导形成LPLCs的关键能力。

Arid1a促进Yap在体内LPLCs形成[1](上、下)

研究结论

该研究中，科研人员发现负责染色体重塑调控的蛋白Arid1a特异调控肝细胞重编程。在肝细胞中敲除Arid1a，会抑制肝门静脉周边损伤所诱导的肝细胞去分化，导致肝脏损伤修复出现缺陷。进一步通过对分子机制的探索发现，Arid1a通过调控肝细胞重编程相关基因在正常肝细胞中保持开放，帮助肝脏损伤活化的转录因子Yap结合这些基因，激活肝细胞重编程相关基因表达，进而促进肝细胞去分化形成LPLCs。这一研究揭示了损伤再生中肝细胞可塑性的分子基础。

文章来源：《电脑编程技巧与维护》 网址: http://www.dnbcjqywh.cn/zonghexinwen/2020/1107/615.html