DNase I超敏感位点的定位研究原理和方法

DNase I超敏感位点的定位研究

概述：

早在20世纪80年代初期，研究人员发现染色质对脱氧核糖核酸酶I(DNase I)的敏感性与基因的转录有关，即当一个基因处于转录活性状态时，含有这个基因的染色质区域对DNase I降解的敏感性要比无转录活性区域高出100倍以上，被称为DNase I超敏感位点（DNase I hypersensitive site，DHS）。经过进一步研究发现，具有功能的顺式作用元件，如启动子、增强子、抑制因子和绝缘子等都与DNase I超敏感位相偶联，因此，鉴定DNase I超敏感位点成为近年来国内外基因组学研究的热点。随着高通量技术尤其是芯片和大规模测序技术的发展，目前在酵母、果蝇以及人类基因组研究中，通过对DNase I降解后的片段进行芯片杂交或大规模测序，对其结果开展系统的生物信息学分析，成功地从全基因组水平上准确鉴定了DNase I超敏感位点。

目的：

准确鉴定和分析基因组中DNase I超敏感位点，阐释DNase I超敏感位点与基因

表达调控之间的关系。

原理：

正在进行转录或具有转录潜能的基因，其所在染色质区域的结构较为疏松，易被DNaseⅠ等非特异性核酸酶切割。

步骤：

１.鉴定DNase I超敏感位点的主要步骤如下：

（１）细胞核提取；

（２）DNase I消化降解；

（３）脉冲场凝胶电泳分离大片段；

（４）通过T4DNA连接酶连接一个含有Mem I限制性内切酶识别位点并在末端标记了生物素的接头；

（５）利用Mem I限制性内切酶酶切连接产物；

（６）在Mem I切口处连接另一个接头，随后进行PCR扩增连接产物；

（７）PCR产物回收，建库，并使用Illumina高通量测序仪测序；

（８）生物信息学分析测序结果，鉴定DNase I超敏感位点。

２. DNase I超敏感位点生物信息学分析流程

（１）首先，需要除去建库时的接头序列，然后将除去接头的数据和目标基因组进行比对。

（２）利用F．Seq对比对结果进行分析，输出wig格式文件以供后续GBrwose使用。如果F．Seq鉴定出的区域结果满足FDR<0.01的条件，则该位点为DNase I超敏感位点。

（３）再将DNase I超敏感位点与表达谱数据进行关联性分析。

（４）最后，将上述分析所得出的结果使用基因组可视化工具GBrowse来进行显示，这样建立的DNase I超敏感位点就可以与公共数据库的基因组信息进行整合，开展深入的比较分析。

流程图：

1、鉴定DNase I超敏感位点的主要路线

2、DNase I超敏感位点生物信息学分析流程

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