表观遗传测序ATAC-seq的开放位点百分比图中,不同样本的开放位点百分比差异,能否直接代表样本间染色质表观遗传状态的差异,还需结合哪些ATAC-seq下游分析结果佐证?
不同样本的表观遗传测序ATAC-seq开放位点百分比差异,不能直接代表染色质表观遗传状态的真实差异,仅能作为染色质整体开放程度的初步参考指标;因为开放位点百分比受测序深度、峰筛选阈值、样本细胞活性/起始量、实验操作偏差等技术因素影响,也可能因“无生物学意义的随机开放区域”占比变化导致数值波动,其数值差异并不等同于功能层面的染色质表观遗传调控差异。
要精准验证并解读样本间染色质表观遗传状态的差异,需结合ATAC-seq下游多维度核心分析结果佐证,从整体分布、特异性区域、功能关联三个层面层层验证,让百分比的数值差异落地为有生物学意义的表观遗传变化,具体需结合的分析结果如下:
一、核心佐证分析1:ATAC-seq峰的数量与分布特征分析
开放位点百分比是“开放位点数/计算基数”的比值,而峰的实际数量、基因组区域分布才是染色质开放状态的直接体现,需重点结合两点:
归一化后的开放峰绝对数量:先将不同样本的ATAC-seq数据进行测序深度归一化(如TPM/RPM标准化),再统计各样本的高置信度开放峰(去除低质量、假阳性峰)绝对数量——若百分比升高的同时,归一化后的峰数也显著增加,才可说明染色质整体开放程度真的提升;若仅百分比升高但峰数无变化,大概率是计算基数(如有效测序区域)或峰筛选阈值导致的技术偏差。
开放峰的基因组区域富集分布:统计开放峰在启动子(TSS±2kb)、增强子(远端调控区)、基因间区、内含子、外显子等区域的占比——染色质表观遗传状态的功能差异,核心体现在调控区(启动子、增强子)的开放变化,而非无功能的基因间区。例如:若样本A比样本B的开放位点百分比高,且其启动子/增强子区域的开放峰占比显著更高,说明这种开放差异是功能性的表观遗传调控变化;若仅基因间区的开放峰占比升高,则无实际表观遗传意义。
二、核心佐证分析2:差异开放位点(DARs)分析
这是验证样本间染色质表观遗传状态特异性差异的核心分析,也是将“整体百分比”转化为“具体调控差异”的关键:
对不同样本进行差异开放位点鉴定(常用软件:DESeq2、edgeR、MACS2),筛选出显著差异开放位点(DARs,阈值一般设为|log2FC|≥1、Padj<0.05);
若样本间开放位点百分比有差异,且同时鉴定出大量有统计学意义的DARs(包括显著开放和显著关闭的位点),说明这种百分比差异是样本间真实的表观遗传差异导致;若仅百分比有波动,但未鉴定出显著DARs,说明数值差异是技术误差,无生物学意义;
进一步分析DARs的基因组分布:重点关注DARs是否富集在核心调控区(启动子、增强子),这是判断表观遗传状态差异是否影响基因表达调控的关键。

三、核心佐证分析3:开放位点的信号强度与重复性分析
染色质表观遗传状态的差异不仅体现在“位点是否开放”,还体现在开放程度(信号强度),且需通过重复性验证排除随机偏差:
开放峰的平均信号强度(RPKM/TPM):对比不同样本中开放峰的平均信号值——若样本A的开放位点百分比更高,且其开放峰的平均信号强度也显著提升,说明染色质不仅开放的位点更多,单个位点的开放程度也更高,是表观遗传状态的显著变化;若仅位点数量增加但信号强度无变化,可能是轻度的染色质松弛,调控意义较弱。
生物学重复的一致性分析:查看同一实验组多个生物学重复的开放位点重叠率、百分比数值波动、DARs重复性——表观遗传状态的真实差异具有生物学可重复性,若重复样本间的开放位点重叠率≥70%、百分比波动<10%,且DARs在重复中均能被鉴定到,说明百分比的差异是真实的;若重复间一致性差,说明结果受实验操作影响大,需排除技术偏差。
四、核心佐证分析4:Motif富集与转录因子结合分析
染色质的开放状态是表观遗传调控的结果,其背后由转录因子结合、组蛋白修饰等表观遗传机制驱动,结合Motif富集分析可验证开放位点差异的调控学意义,也是表观遗传状态差异的直接佐证:
对差异开放位点(DARs)进行转录因子结合基序(Motif)富集分析(常用软件:HOMER、MEME、JASPAR);
若富集到与研究方向相关的特异性转录因子Motif(如肿瘤研究中的MYC、p53,干细胞分化中的Oct4、Sox2),说明样本间的开放位点差异是由特定转录因子调控导致的表观遗传变化,而非随机的染色质结构改变;
若未富集到显著的Motif,或仅富集到通用型转录因子(如组蛋白修饰相关因子),则需进一步验证该开放差异是否具有实际的调控功能。
五、补充佐证分析:批次效应与实验质控指标分析
先排除实验技术偏差对开放位点百分比的影响,才能确认差异来自染色质表观遗传状态,需结合ATAC-seq的核心质控指标:
核心质控指标:对比不同样本的测序深度、比对率、峰的信噪比(FRiP值,峰中reads占总比对reads的比例)、细胞核完整性、转座酶效率——FRiP值是ATAC-seq实验质量的核心指标(合格值≥0.1),若样本间的FRiP值差异大,或部分样本的质控指标不合格,其开放位点百分比的差异大概率是实验操作(如转座酶孵育时间、细胞核提取效率)导致,而非表观遗传状态差异;
批次效应校正:若样本存在批次差异,需通过ComBat、SVA等方法校正后,再重新分析开放位点百分比和DARs,排除批次对数值的干扰。
形成“技术验证→整体特征→特异性差异→功能调控”的四层判断流程,确认开放位点百分比差异是否代表染色质表观遗传状态差异:
先看质控指标+重复性,排除实验技术偏差和随机波动;
再看归一化后峰数+信号强度,验证染色质整体开放程度的真实变化;
接着看DARs鉴定+基因组分布,确认样本间存在特异性的开放位点差异;
最后看Motif富集分析,验证差异由表观遗传调控机制驱动,具有功能意义。
只有同时满足以上条件,开放位点百分比的差异才能代表样本间染色质表观遗传状态的真实差异;若仅单一指标(百分比)有变化,其余分析无显著差异,则该数值波动无实际的表观遗传调控意义。
最新动态
-
01.31
酵母质粒小提试剂盒的作用与用途
-
01.31
酵母单杂交实验中如何进行cDNA文库筛选?
-
01.30
表面等离子共振技术实验步骤
-
01.29
表观遗传修饰对肿瘤发生发展的影响有哪些?
-
01.29
PKH-26染色适用于小动物活体成像吗?在干细胞或者其他细胞的标记并使用活体成像可以吗?
-
01.28
染色质免疫共沉淀测序(chip-seq)实验的应用
-
01.28
染色质免疫共沉淀定量PCR(ChIP-qPCR)检测服务
-
01.28
表观遗传测序ATAC-seq的开放位点百分比图中,不同样本的开放位点百分比差异,能否直接代表样本间染色质表观遗传状态的差异,还需结合哪些ATAC-seq下游分析结果佐证?
-
01.27
基因测序服务的核心检测流程包含哪些环节,从样本采集到最终报告的整体周期大概是多久?
-
01.27
定点突变服务技术的操作过程


