DNA與蛋白質互作及染色質開放性研究方案應用案例匯總
DNA與蛋白質互作及染色質開放性研究是表觀遺傳學中的重要領域，影響基因表達調控和細胞功能。染色質開放性指的是染色質在全基因組范圍內的開放程度。蛋白-DNA互作則涉及轉錄因子和其他DNA結合蛋白與基因組特定區域的結合，調控基因表達。研究DNA與蛋白質互作及染色質開放性有助于揭示基因表達調控的分子機制，對理解細胞分化、發育以及疾病發生具有重要意義。
易基因項目案例
案例1
ChIP-seq項目：HPV編碼的環狀RNA circE7促進頭頸部鱗狀細胞癌免疫逃逸
期刊：Nature Communications
影響因子：IF 14.7
樣本：人腫瘤組織、小鼠
本研究通過整合23對頭頸鱗癌（HNSCC）腫瘤樣本及其鄰近正常組織，以及105個HNSCC患者的石蠟包埋樣本，結合細胞和動物實驗、體內外實驗，揭示circE7通過表觀遺傳機制下調LGALS9基因（編碼Galectin-9蛋白），從而抑制T細胞功能和活性，進而促進HNSCC免疫逃逸。
圖：HN30細胞中過表達circE7的ChIP-seq和ChIP-qPCR分析[1]
案例2
ChIP-seq項目：蛋白質�；cc-di-GMP協同調控放線菌發育與抗生素合成機制
期刊：Nucleic Acids Research
影響因子：IF 16.6
樣本：細菌
放線菌生長發育主要受c-di-GMP和廣域調控因子BldD互作調控。對紅霉素生產菌（S. erythraea）的研究結果表明外界環境氮脅迫引起積累的乙酰磷酸（AcP）與c-di-GMP協同調控BldD活性。AcP誘導的K11位點乙酰化顯著抑制BldD形成二聚體并與靶DNA解離，干擾c-di-GMP的信號通路，從而調控發育變化和抗生素合成。
圖：S.erythraea中BldD靶基因ChIP-seq分析[2]
ChIP-seq分析在紅霉素產生菌中c-di-AMP升高對DasR依賴的全基因組影響（課題組2024 NC研究新成果）[3]
案例3
ChIP-seq項目：人畜共患寄生蟲弓形蟲的蛋白質乳酸化和代謝調控
期刊：Genomics, Proteomics & Bioinformatics
影響因子：IF 9.5
樣本：弓形蟲
本研究繪制了速殖子增殖細胞的乳酸化組圖譜，并在弓形蟲RH株系中955種蛋白質上鑒定出1964個乳酸化位點。使用特異性乳酸化抗體進行ChIP-seq分析，分析結果表明組蛋白H4K12la和H3K14la在基于微管運動和細胞侵襲相關的弓形蟲啟動子和外顯子區域富集。
圖：組蛋白乳酸化位點（H4K12la和H3K14la）的ChIP-seq分析圈圖 [4]
案例4
ChIP-seq項目：煙粉虱共生菌Hamiltonella調控宿主生殖新機制
期刊：Cell Reports
影響因子：IF 7.5
樣本：煙粉虱
H3K9me3的ChIP-seq分析表明共生菌缺失導致煙粉虱中的線粒體功能受抑制。Hamiltonella缺失影響了煙粉虱卵巢的線粒體質量，抑制卵巢線粒體功能導致煙粉虱性比異常。表明共生菌衍生的葉酸調控宿主組蛋白甲基化修飾，從而影響卵巢線粒體功能，最終決定宿主性比。
煙粉虱含菌細胞共生菌Hamiltonella通過調控卵巢線粒體功能決定后代性比+HBt和-HBt煙粉虱H3K9me3 ChIP-seq的質控統計 [5]
案例5
ChIP-seq項目：HIV-1感染細胞轉錄抑制因子Schlafen 5的表觀遺傳調控機制
期刊：Nucleic Acids Research
影響因子：IF 16.6
樣本：細胞
本研究作者鑒定出SLFN5的過表達抑制了HIV-1的復制并降低病毒mRNA水平，而內源性SLFN5缺失則促進HIV-1復制。ChIP-seq+ChIP-qPCR檢測結果表明SLFN5通過與U5-R區域的兩個序列結合，顯著降低HIV-1長末端重復序列（LTR）的轉錄活性，從而抑制RNA PoL II向轉錄起始位點募集。
對轉染SLFN5-Myc和NL4-3luc.RE-DNA的HEK293T細胞進行ChIP-seq和ChIP-qPCR [6]
案例6
ATAC-seq項目：恒河猴大腦高分辨率解剖區域的轉錄組和開放染色質圖譜
期刊：Nature Communications
影響因子：IF 14.7
樣本：恒河猴腦組織
本研究通過對8個恒河猴大腦的52個區域的416個腦樣本的轉錄組進行了表征，鑒定出與特定大腦區域相關的基因模塊。研究發現9703個新的基因間轉錄本，大多數新轉錄本僅在特定大腦區域或特定皮層區域表達。進一步ATAC-seq分析揭示了恒河猴大腦海馬CA1和不同大腦皮層區域的開放染色質區域。
染色質可及性的差異分析 [7]
案例7
ATAC-seq+ChIP-seq項目：H3K27me3去甲基化酶在體細胞重編程調控轉錄機制
期刊：Nature Communications
影響因子：14.7
樣本：小鼠細胞
本研究通過ChIP-seq和ATAC-seq等組學測序分析，表明在機制上，JMJD3被KLF4特異性地招募至上皮和多能性基因位點，并輔助KLF4激活這些基因。進一步，作者在多種其他KLF4介導的細胞命運轉變中驗證了JMJD3的這一作用模式。
重編程過程中JMJD3與KLF4的協同作用 [8]
易基因項目經驗
參考文獻
① Ge, J., et al. Human papillomavirus-encoded circular RNA circE7 promotes immune evasion in head and neck squamous cell carcinoma. Nat Commun 15, 8609 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-52981-4.
② Fu Y, …, You D. A meet-up of acetyl phosphate and c-di-GMP modulates BldD activity for development and antibiotic production. Nucleic Acids Res. 2023 Jun 7.
③ You D,et al. Allosteric regulation by c-di-AMP modulates a complete N-acetylglucosamine signaling cascade in Saccharopolyspora erythraea. Nat Commun. 2024 May 7;15(1):3825.
④ Yin D, et al. Protein Lactylation and Metabolic Regulation of the Zoonotic Parasite Toxoplasma gondii. Genomics Proteomics Bioinformatics. 2022 Oct 7.
⑤ Yao YL, et al. A bacteriocyte symbiont determines whitefly sex ratio by regulating mitochondrial function. Cell Rep. 2023 Feb 10;42(2):112102.
⑥Jiwei Ding, et al. Schlafen 5 suppresses human immunodeficiency virus type 1 transcription by commandeering cellular epigenetic machinery, Nucleic Acids Research, Volume 50, Issue 11, 24 June 2022, Pages 6137–6153
⑦ Yin S, …, Yu Y. Transcriptomic and open chromatin atlas of high-resolution anatomical regions in the rhesus macaque brain. Nat Commun. 2020 Jan 24;11(1):474. pii: 10.1038/s41467-020-14368-z. doi: 10.1038/s41467-020-14368-z.
⑧ Huang Y, et al. JMJD3 acts in tandem with KLF4 to facilitate reprogramming to pluripotency. Nat Commun. 2020 Oct 8;11(1):5061. pii: 10.1038/s41467-020-18900-z.
