技術服務描述

1. CHIP-seq

??ChIP-Seq技術是研究蛋白質(zhì)與DNA相互作用的有力工具，利用該技術可以檢測轉(zhuǎn)錄因子與DNA的動態(tài)調(diào)控作用，各種組蛋白修飾，染色質(zhì)調(diào)控因子等，轉(zhuǎn)錄因子與組蛋白修飾的ChIP-Seq示意圖如下：

??ChIP-Seq技術包括兩部分：建庫和測序，建庫和測序的質(zhì)量對于后續(xù)分析尤為關鍵，但是建庫前ChIP實驗的設計也同樣重要。從實驗的操作來講ChIP主要分為兩大類，一類是X-ChIP，一類是N-ChIP。其中N-ChIP不涉及甲醛交聯(lián)，更適合那些和DNA有強相互作用的蛋白ChIP-seq實驗，主要就是組蛋白；而X-ChIP采用甲醛交聯(lián)就沒有這個限制，廣泛適用于轉(zhuǎn)錄因子, 組蛋白, 聚合酶等蛋白的結(jié)合片段測序。

實驗流程、建庫流程、分析流程：

1. CHIP實驗與建庫流程

2. CHIP分析流程

1.1. Chip-seq可以告訴我們什么信息

chip-seq可以告訴我們一些什么信息？

基礎分析系列：

1. 我們實驗處理后送樣測序的數(shù)據(jù)基本情況（測序下機數(shù)據(jù)質(zhì)量情況）

2. 這些測序數(shù)據(jù)都分布在參考基因組的什么位置，以及比對結(jié)果如何（比對參考基因組情況）

3. 這些reads的分布有哪些區(qū)域具有顯著成峰(Peak)特征（CallPeak情況）

4. 這些Peak區(qū)域可能影響到的基因是什么，這些Peak距離基因多遠，又位于什么區(qū)域（Peak附近的臨近基因注釋結(jié)果及可視化情況統(tǒng)計）

5. 這些基因都普遍具有什么樣的功能（富集到什么通路上，臨近注釋基因集的富集結(jié)果）

6. 這些Peak結(jié)合區(qū)域，都可能結(jié)合到一些什么樣的蛋白（motif預測情況）

高級分析系列：

1. 差異Peak分析：可以尋找到兩組不同生物模型比較表觀水平的改變差異

2. Chip-seq與RNA-seq聯(lián)合分析：可以尋找一些表觀水平差異與基因轉(zhuǎn)錄水平改變的關聯(lián)性

3. 超級增強子（SEs, Super-enhancers ）鑒定分析：可以找到影響轉(zhuǎn)錄水平異常增加的一系列表觀水平的相互作用區(qū)域

4. 核心調(diào)控網(wǎng)絡（CRC, Core transcription regulatory circuitry ）分析：可以從SEs中通過調(diào)控網(wǎng)絡關系找到的核心影響轉(zhuǎn)錄因子

1.1.1. chip seq 報告解讀

我們的Chip-seq分析報告展示：

分析案例：

• 染色質(zhì)免疫共沉淀測序ChIP-Seq結(jié)題報告

報告解讀：

• 染色質(zhì)免疫共沉淀測序ChIP-Seq結(jié)題報告（解讀）

• CHIP分析qc解讀報告鏈接

1.1.2. Peak_Motif分析意義(homer)

homer_motif 分析能給到我們什么信息？

• motif的分析解讀

以下我們將分兩部分分別介紹 TF-Chip 和 Histone-Chip。

1.2. TF-Chip 與 Histone-Chip

1.2.1. TF Chip 研究的核心問題

??是什么調(diào)控了我們的基因？ 轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控了誰？本質(zhì)是蛋白質(zhì)對DNA的調(diào)控。此處"DNA"包括能夠翻譯成蛋白質(zhì)的蛋白編碼基因、能夠轉(zhuǎn)錄成lncRNA/circRNA/miRNA的基因。

TF（Transcription factor，轉(zhuǎn)錄因子）：

目前，兩種高通量實驗和一種計算方法能夠解決這個調(diào)控的上游原因?qū)ふ覇栴}：

• Plan A：ChIP-seq，最直接，最有效

• Plan B：DNase-seq/ATAC-seq 或 RNA-seq，曲線救國； 與ChIP-seq整合分析更準確

• Plan C：基于motif預測

??由于ChIP-seq的直接與有效性，我們此處著重介紹CHIP-seq方法：通過前期實驗與建庫測序得到原始下機數(shù)據(jù)，隨后將CHIP實驗交聯(lián)蛋白附近的DNA片段對比上基因組的顯著富集區(qū)域通過callPeak方式找出來，并對其進行一系列分析。

1.2.2. Histone chip 研究的核心問題

Histone chip 的背景知識

• 組蛋白修飾(Histone Modifications)常見的類型都有哪些？不同的修飾類型的影響是什么？

  示例：

Histone chip 研究的核心是什么？

• 尋找組蛋白修飾對于我們基因調(diào)控的影響，尋找轉(zhuǎn)錄調(diào)控發(fā)生改變的根本原因。

Histone chip 整套流程可以告訴我們的什么信息？

• 基本內(nèi)容同上，不同在于結(jié)果的意義：在基因組上哪些區(qū)域可能發(fā)生了組蛋白修飾。

1.3. SEs鑒定

超級增強子（SEs, Super-enhancers ）鑒定分析：可以找到影響轉(zhuǎn)錄水平異常增加的一系列表觀水平的相互作用區(qū)域

SEs鑒定能給出什么信息？

• SEs的定義，分析意義，分析方法等簡介

1.4. 高級分析系列

1.4.1. chip-seq的結(jié)果定量與比較

如何對 chip-seq 的結(jié)果定量？ Chip seq的定量與比較（Diffbind）告訴了我們什么信息？

原理概述： 我們是如何計算定量結(jié)果與差異Peak的？

分析案例： Chip差異Peak分析結(jié)果及報告

1.4.2. RNA-seq 和 Chip-seq 的聯(lián)合分析

RNA-seq 和 Chip-seq 的聯(lián)合分析

• 意義在于尋找轉(zhuǎn)錄水平變化的根本原因，從表觀水平的變化去解釋。

• “RNA seq 和 組蛋白Chip 聯(lián)合分析” 與 “RNA seq 和 轉(zhuǎn)錄因子Chip 聯(lián)合分析” 分析流程相同，不同在于得到結(jié)果的意義。

1.4.3. CRC分析

CRC分析能給出什么信息？

• CRC（Core transcription regulatory circuitry ）：核心調(diào)控網(wǎng)絡分析

• 通過調(diào)控網(wǎng)絡關系分析，可以從SEs中通過找到的核心影響轉(zhuǎn)錄因子。助力精確定位核心轉(zhuǎn)錄因子

2. RNA seq

2.1. RNA-seq能告訴我們一些什么信息？

??轉(zhuǎn)錄組是指特定組織或細胞在某個時間或某個狀態(tài)下轉(zhuǎn)錄出來的所有RNA的總和，主要包括mRNA和?編碼RNA。轉(zhuǎn)錄組測序是基于Illumina測序平臺，研究特定組織或細胞在某個時期轉(zhuǎn)錄出來的所有mRNA，是基因功能與結(jié)構(gòu)研究的基礎，對理解生物體的:發(fā)育和疾病的發(fā)生具有重要作用。

??RNA測序(RNA-seq)在過去十年里逐漸成為全轉(zhuǎn)錄組水平分析表達和研究mRNA差異剪接必不可少的工具，應用于如單細胞基因表達、RNA翻譯(translatome)，RNA結(jié)構(gòu)組(structurome)， RNA-RNA/RNA-Protein的相互作用、空間轉(zhuǎn)錄組學(spatialomics)等多種RNA層面的研究(R. Stark, Grzelak, and Hadfield 2019)。

??其中表達水平的探究是轉(zhuǎn)錄組領域最熱門和基礎的方向：利用轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)來識別轉(zhuǎn)錄本和表達定量，從而對造成細胞/組織/個體間不同狀態(tài)的差異的內(nèi)部原因進行診斷分析，挖掘關鍵基因。

在不同背景下比較mRNA水平：

• 同一物種，不同組織：研究基因在不同組織的表達情況，找到細胞組織特異性的基因；

• 同一物種，同一組織：研究基因在不同處理或條件下的表達變化，挖掘特異的功能基因，指導后續(xù)物種改良、疾病診斷等；

• 同一組織，不同物種：研究基因的進化關系；

• 時間序列實驗：基因在不同時期的表達情況與其發(fā)育的關系，找到發(fā)育階段特異性的基因；

RNA-seq能告訴我們一些什么信息？

• 各個基因在不同生物模型的表達情況

• 不同生物模型之間的顯著差異表達基因有些什么

• 這些顯著差異表達基因都能富集到什么生物學功能上

2.2. mRNA 建庫，分析

建庫與分析流程：mRNA實驗建庫流程與分析流程（polyA 建庫）

分析案例： 轉(zhuǎn)錄組測序及分析報告

2.3. ncRNA seq 流程

2.3.1. ncRNA的建庫與分析流程

ncRNA（micRNA lncRNA CIRCRNA）的建庫與分析流程如下：

（miRNA 特異鏈 建庫）

• micRNA建庫與分析流程

• lncRNA建庫與分析流程

• circRNA建庫與分析流程

分析案例：

• micRNA測序與分析報告

• lncRNA測序與分析報告

• circRNA測序與分析報告

2.3.2. ncRNA的靶基因?qū)ふ曳桨?/h3>

我們通過一系列分析篩選到的ncRNA列表后，并不能直接確定它能影響的生物學功能，因此，我們需要通過分析它對應能影響到的靶標基因，通過靶標基因來確定相關生物學功能。

但以上分析得到的ncRNA（micRNA lncRNA CIRCRNA）又如何找到其靶基因？

ncRNA（micRNA，lncRNA，CIRCRNA）靶標基因?qū)ふ曳椒ǎ?/p>

• miRNA的靶標基因預測方法

• lncRNA的靶標基因預測方法

• circRNA的靶標基因預測方法

2.4. go與kegg的意義與David網(wǎng)站

富集分析簡介： func_comm/enrich/web_enrich.md