chip-seq

Chip-seq identifies the locations in the genome bound by proteins.
一.技术背景
什么是ChIP-seq测序建库技术？
ChIP即染色质免疫共沉淀技术(Chromatinimmunopre-cipitation, ChIP)，它是在生理状态下, 利用甲醛将细胞内的DNA与蛋白质交联(Crosslink)，从而形成复合物，然后经细胞裂解、细胞核收集和裂解, 分离染色体, 通过超声或酶处理将染色质随机切割, 再通过抗原抗体的特异性识别反应沉淀此复合体，从而特异性地富集目的蛋白结合的DNA片段，通过对目的片断的纯化与检测，从而获得与该蛋白结合的DNA的信息。
ChIP-seq是将染色质免疫共沉淀与二代高通量测序相结合的技术，它将ChIP获得的DNA片段进行高通量测序，捕捉到细胞内动态的、瞬时的蛋白质与DNA之间的相互结合作用，一次性获取与目的蛋白相结合的DNA序列、确定蛋白的结合分布和精确的结合位点以及结合基序等大量信息。

ChIP-seq的应用主要包括两个方面：
一方面是DNA序列上转录因子结合位点(Binding sites)的识别, 如启动子、增强子等各种顺式作用元件(Cis-actingelement)的识别;
另一方面主要应用在表观遗传学领域, 包括研究基因组DNA甲基化、组蛋白修饰和核小体定位等。

若ChIP-seq同时结合转录组测序，则可以帮助得到目的蛋白对全细胞基因表达的调控模式，大幅提高对目的蛋白的功能认识。这种在 DNA－蛋白质相互作用研究方法上的重大突破，极大的推进了基因表达调控（转录因子）与表观遗传学（组蛋白修饰）的发展。

附：chip-seq分析流程
https://www.jianshu.com/p/c83a38915afc

二.chip-seq 阅读综述
Practical guidelines for the comprehensive analysis of ChIP-seq data(必看 重要).
Fish the ChIPs: a pipeline for automated genomic annotation of ChIP-Seq data.（3分 2011年较老）
Using MACS to identify peaks from ChIP-Seq data(peak calling的方法).

三.通过实例了解如何使用ChIP-seq并且结合RNA-seq来研究一个特定的TF
1.上皮-间质转化(epithelial-to-mesenchymal transition,EMT)是肿瘤侵袭和转移的首要步骤。Zeb1是EMT的关键转录因子之一,它与多种癌症的发生发展有关，但在胶质母细胞瘤（GBM ）中Zeb1具体调节哪些基因并不清楚。
2.首先，要想研究转录因子ZEB1在全基因组范围的结合情况，作者做了Zeb1的ChIP-seq，发现它在4430个基因上有高达6879个结合峰。
3.虽然有这么多的结合，但并非都产生调控作用。Zeb1在GBM中是高表达的，作者使用shRNA敲低Zeb1，72h后观察基因的表达变化，发现200个基因下调，98个基因上调。（2得出的4430个基因并非都受Zeb1调控，一定要做Zeb1的敲减，看哪些基因变化，才能得出哪些基因受Zeb1调控）
作者将ChIP-seq和表达谱进行联合分析，确认这些基因的变化是否受到Zeb1的直接调控(韦恩图)，结果发现Zeb1的结合与多个基因的上下调均显著相关。
Zeb1直接抑制的基因（如Myo6, Shroom3, Pard6b,Nrxn3 ）GO富集到上皮细胞分化等，Zeb1直接激活的基因（如Itgb1, Nrp2, Prex1 ,S100B ）GO富集到糖蛋白代谢过程等。
为了研究Zeb1的结合特性，作者也对motif进行了分析，发现Zeb1大量结合E-box序列（CAGGTG ）和HMG-box 序列（ACAAAG ）
已有研究证明Zeb1直接结合基因的E-box并起到抑制表达的作用。
在这里作者将目光聚焦到另一个motif——HMG motif，作者选择受Zeb1正向调控的基因Nrp2和Prex1深入研究，发现Lef1，Tcf3和Tcf4等因子，被招募到基因Nrp2和Prex1的调控区域的HMG motif ，与Zeb1发挥协同调控作用。
在胶质母细胞瘤中，Zeb1不直接结合HMG motif，而是与Lef/Tcf因子一起被招募到该调控区域，并促进Prex1等基因表达，Prex1表达上调促进胶质母细胞瘤侵袭、影响患者生存期缩短
参考文献：Pedro Rosmaninho et al, Zeb1 potentiates genome‐wide gene transcription with Lef1 to promote glioblastoma cell invasion, The EMBO Journal (2018). DOI: 10.15252/embj.201797115

四.软件安装
注意homer这个软件里面是有数据库的，使用时要下载软件对应的数据库，使用方法：“找个motif嘛，简单”。

五.分析流程
[https://cloud.tencent.com/developer/article/1346037]
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