DAP-seq（DNA亲和纯化测序）新技术助力转录因子的研究

DAP-seq新技术助力转录因子研究

DAP-Seq（DNA亲和纯化测序）技术出现：

2016年5月，来自美国Salk研究所的科学家们在Cell期刊发表题为“Cistrome and Epicistrome Features Shape the Regulatory DNA Landscape”的文章（IF=28.71）。该研究开发了一项新技术：DAP-Seq（DNA亲和纯化测序），用于快速绘制转录因子调控靶向DNA区域的图谱：顺反组（cistrome）的蛋白质结合区域的景观图。构建完整的顺反组和表观组图谱（epicistrome maps）是阐明生长发育、行为和疾病复杂转录调控网络的重要方法。DAP-seq大大扩展了科学家们收集的关于转录因子及它们结合位点的信息。

DAP-Seq将蛋白质体外表达技术与高通量测序技术相结合，不需要针对每个转录因子制备特异性抗体，所以DAP-Seq具有快速、高通量、节约时间成本等显著优势，比Chip-seq更易于扩展；DAP-Seq方法可用于所有的植物，这为科学家提供了一扇窗口，了解调控序列中的遗传或表观遗传变异影响它们性状的机制。

本研究为了检验DAP-Seq技术，科学家们快速绘制出了529种转录因子结合拟南芥基因组的位点。鉴别出了270万个结合位点。随后采用包含或不包含胞嘧啶甲基化的DNA重复了这些实验。该文测试的大约四分之三的转录因子结合模式发生了改变。这使得科学家们能够揭示出如果不除去甲基化，或许会漏掉的结合位点。采用这些方法，可以看到只在一部分细胞或组织中活化的结合位点。该研究不仅阐明了调控蛋白改变基因表达的机制，还揭示了表观遗传甲基化标记在这种调控中所起的作用。

Figure 1. Genome-wide TFBS （转录因子结合位点）Discovery by DAP-Seq

DAP-Seq（DNA亲和纯化测序）技术完善

2017年 8月，同样是 Salk研究所的科学家们，在Nature Protocols期刊发表题为“Mapping genome-wide TFBS using DAP-seq”的文章（IF=12.423）。详细叙述了运用DAP-Seq（DNA亲和纯化测序）技术对全基因组转录因子结合位点的检测实验和整体流程。一个有分子生物学经验的研究人员遵循这个方案，每周可处理多达400个样本。

研究材料：5 μg genomic DNA，本文作者已采用DAP-seq技术，成功对拟南芥、玉米15号和人类（未发表）转录因子进行了检测。

研究方法：DAP-seq

Figure 2. DAP-seq protocol overview

Figure 3. 拟南芥转录因子  TGA5 (AT5G06960) DAP-seq DNA 文库检测实验

DAP-Seq（DNA亲和纯化测序）技术在中国的运用

2019年8月21日，来自广州大学生命科学学院董志诚、宁丽华和江苏省农业生物学重点实验室赵涵等，在Chinese Science Bulletin杂志发表题为“Mapping genome-wide of endosperm specific expression transcription factor O2 using DAP-Seq”的文章。利用DAP-Seq（DNA亲和纯化测序）技术，通过DNA建库（NEXTflex Rapid DNA-Seq Kit（Bioo Scientific）），鉴定玉米胚乳特异表达转录因子O2在全基因组水平上的结合位点。该研究共检测到317个O2直接结合并调控的靶标基因，包括97个已报道的ChIP-Seq检测到的靶基因，以及220个DAP-Seq特异检测到的靶基因。

研究材料：授粉后15 d的B73玉米胚乳。

研究方法：DAP-seq ：NEXTflex Rapid DNA-Seq Kit（Bioo Scientific）进行DNA文库构建；蛋白表达；DNA与蛋白结合以及Western-blotting检测；测序并进行数据分析。

经基序(motif)富集分析显示，DAP-Seq检测O2结合317靶标基因与220个特异结合靶标基因所富集的基序均与已报道O2结合motif相同。另外，GO富集分析显示，与ChIP-Seq一致的O2靶基因主要参与zein蛋白合成及氨基酸代谢途径，而特异检测的O2靶标基因，除参与上述途径外，还主要参与糖代谢途径以及多个胁迫响应相关途径。本研究利用DAP-Seq技术进一步揭示了O2在胚乳发育过程发挥调控作用，该结果是对前人研究结果的验证和补充。