ChIP-seq或染色質(zhì)免疫沉淀和測序是一種技術(shù)，允許研究人員通過在全基因組范圍內(nèi)繪制蛋白質(zhì)-DNA相互作用和表觀遺傳標(biāo)記來理解轉(zhuǎn)錄調(diào)控。與以前的方法相比，ChIP-seq具有幾個優(yōu)點，例如ChIP芯片，但與所有技術(shù)一樣，ChIP-seq也有其局限性。

ChIP-seq

ChIP-seq是下一代測序的首批應(yīng)用之一，該測序是在2000年代中期開發(fā)的。其前體ChIP芯片通過與微陣列雜交分析片段，顯示DNA-蛋白質(zhì)相互作用。使用下一代測序的ChIP-seq可以直接測序目標(biāo)片段，而不是將它們雜交在陣列上。
簡而言之，ChIP-seq涉及用甲醛處理細(xì)胞以在體內(nèi)將結(jié)合蛋白與DNA交聯(lián)。然后使用超聲處理將染色質(zhì)剪切成200-600bp范圍內(nèi)的較小片段。
對靶蛋白特異的抗體用于免疫沉淀DNA-蛋白質(zhì)復(fù)合物。最后一步涉及逆轉(zhuǎn)交聯(lián)和DNA的釋放，其在任何下一代平臺上測序以鑒定蛋白質(zhì)結(jié)合的序列。

ChIP-seq的優(yōu)點

與ChIP芯片相比，ChIP-seq技術(shù)可實現(xiàn)單堿基對的分辨率，更少的偽像，更好的覆蓋范圍和更大的動態(tài)范圍。優(yōu)異的堿基對分辨率是最重要的優(yōu)勢之一，因為陣列在雜交過程中具有基本的不確定性，這限制了分辨率。雖然ChIP芯片的分辨率因陣列而異，但通常在30-100bp范圍內(nèi)，但ChIP-seq具有單核苷酸分辨率。
繞過雜交過程對ChIP-seq有額外的好處。在ChIP芯片的雜交過程中，不完全匹配的序列之間可能存在交叉雜交，這增加了信號噪聲。由于直接測序方法，ChIP-seq本質(zhì)上不受這些噪聲源的影響。但是，可以使用ChIP-seq接收一些GC偏差。
與其他方法相比，ChIP-seq提高了分辨率。陣列的強度信號可能不完全是線性的，并且陣列的動態(tài)范圍限制在飽和點之外。這導(dǎo)致它們在ChIP芯片中被遮擋，但不是ChIP-seq實驗。與ChIP芯片的檢測下限相反，ChIP-seq沒有有限的動態(tài)范圍。
下一代測序技術(shù)意味著基因組覆蓋不限于固定在陣列上的探針序列。重復(fù)基因組區(qū)域，如異染色質(zhì)或微衛(wèi)星，通常在陣列上被掩蓋，但可以使用ChIP-seq進(jìn)行有效分析。
ChIP-seq在樣品數(shù)量方面比ChIP芯片更具優(yōu)勢，因為ChIP-seq需要更少的量。ChIP-seq產(chǎn)生更精確的蛋白質(zhì)結(jié)合位點列表和轉(zhuǎn)錄因子，增強子和序列基序的鑒定。可以使用ChIP-seq分析染色質(zhì)和組蛋白變體的核小體定位和翻譯后修飾。這種分析尤其受益于增強的空間分辨率。

ChIP-seq的局限性

ChIP-seq的主要限制是訪問和成本。研究人員可以通過開發(fā)自己的構(gòu)建庫的協(xié)議來降低成本，但總體價格必須進(jìn)一步降低，以與其他方法相媲美。ChIP芯片技術(shù)每個陣列的成本約為400-800美元，而ChIP-seq的成本為每通道1,000-2,000美元（對于一個這樣的下一代平臺）。
因為ChIP-seq在免疫沉淀中使用抗體，所以數(shù)據(jù)的質(zhì)量依賴于抗體的質(zhì)量。幾種市售抗體的質(zhì)量差異很大，不僅在供應(yīng)商之間，而且在批次之間?？梢则炞C抗體質(zhì)量，但是這樣的過程是費力且耗時的。
需要將ChIP-seq產(chǎn)生的譜中的峰與對照樣品中的相同基因座進(jìn)行比較，以確定峰的顯著性。這通常在免疫沉淀之前用DNA進(jìn)行，處理DNA但缺乏抗體，并且使用不具有DNA結(jié)合或染色質(zhì)修飾參與的抗體（例如IgG）。這使科學(xué)家能夠克服可能已經(jīng)引入的各種偽影，但目前尚未就哪種控制最合適達(dá)成共識，這三種方法的一致性可能不同。