CHIP
CHIP及ChIP-seq实验服务
染色质免疫共沉淀(Chromatin Immunoprecipitation, ChIP)是用于研究体内DNA与蛋白质相互作用的方法。CHIP不仅可以检测体内反式因子与DNA的动态作用,还可以用来研究组蛋白的各种共价修饰与基因表达的关系。通过对ChIP富集得到的DNA片段进行大规模测序(ChiP-seq),可获得数百万条序列标签,并能把所关注的蛋白的DNA结合位点精确定位到基因组上。ChiP-seq具有背景低、信噪比高、定位精度高、高灵敏度等优势。
一、CHIP实验流程
1. 交联固定:配置1% PBS甲醛,然后将10ml的1%甲醛加入到样本中;室温摇床慢摇10min,用500 ul 2.5M 甘氨酸中止固定,继续慢摇5 min;然后300g,5min离心。
2. 取细胞核:弃培养液,用大量冰预冷的PBS洗3遍,每一遍洗完后300g,5min离心,最后弃上清保留固定过的样本,用1ml IP dilution buffer重悬;
3. 染色质片段化:样品转到2ml EP管,冰上超声:20次,30s on/30s off;13200rpm,10min ,4度,收集上清,留取50ul用作In put备用;
4. 孵育:将上清分成两份,一份加入IgG抗体,一份加入目的蛋白抗体,然后4度孵育过夜;在孵育好的抗体-超声裂解物中加入 Protein G beads,然后4度孵育4小时;
5. 洗脱:使用Wash buffer wash Beads 4次后,使用Elution buffer进行洗脱;在洗脱产物中加入蛋白酶K,65度消化过夜;
6. 纯化:用QIAquick PCR Purification Kit 纯化样品;
7. CHIP-qPCR检测:设计引物,通过qPCR进行目标基因的定量检测。


CHIP-qPCR示例图
二、CHIP-seq实验和数据分析
(一)CHIP-seq实验过程
CHIP实验获得的DNA样品进行建库,上机测序。
本研究使用 Diagenode 公司 MicroPlex Library Preparation Kit v2 为例,进行ChIP-seq 建库,具体操作步骤如下:
1. 样本质检:在建库之前需要对样本进行质量控制检测。使用 Life 公司 Qbit 定量 试剂盒对 ChIP 得到的 DNA 样本进行定量。然后使用安捷伦公司 2100DNA 电泳仪 对微量的 DNA 进行片段大小确认。(要求 DNA 含量>0.5 ng/μL,片段分布在 100-600 bp 之间)
2. 末端修复、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.混匀后放入 PCR 仪中。22°C25 分钟,55°C20 分钟,4°C2 分钟。
3. 接头连接:在样本中加入1μL Library Synthesis Buffer及1μL Library Synthesis Enzyme.混匀后放入 PCR 仪中。22°C40 分钟,4°C2 分钟。
4. PCR 扩增:在样本中加入 25μL Library Amplification Buffer、1μL Library Amplification Enzyme 及 4μL Nuclease-free Water.混匀后放入 PCR 仪器中。
5. PCR 扩增产物纯化
a. 前取出 AMPure XP beads 放置于室温,涡旋震荡混匀。
b. 在样本中加入 50μL (1X) AMPure XP beads,使用移液器混匀。
c. 室温孵育 5 分钟。
d. 将混合样本短暂离心(不超过 500 rpm)并置于磁力架中。待溶液澄清后(约 8 分 钟),小心移除上清。
e. 保持离心管始终处于磁力架中,加入 300μL 新鲜配制的 80%乙醇。室温孵育 30 秒,小心移除上清。重复此步骤两次。
f. 将离心管放于 37°C 金属浴中,开盖干燥磁珠 2 分钟。
g.加入 25μL Nuclease-free Water 进行 DNA 洗脱。涡旋振荡使充分混匀。将反应管短暂离心并置于磁力架中。待溶液澄清后(大约 8 分钟),小心吸取 22μL 上清至灭菌 PCR 管中。即得 DNA 文库。
h.上机测序。
(二)CHIP-seq数据分析
a. 测序数据质量评估;
b. 与参考基因组比对分析;
c. peak峰calling分析;
d. motif识别与分析;
d. peak峰相关基因注释;
e. 差异peak分析;
f. 相关基因GO,KEGG富集分析等。
结果展示:

图1. Quality scores Per base sequence quality


图2. CHIP-seq 数据可视化示例

图3. peaks在基因组功能性区域的分布统计图

图4. 基因附近的平均信号分布

图5. motif分析结果示意图

图6. CHIP-seq信号富集heatmap

图8. 基因的GO富集示意图

图9. KEGG富集分析示意图