FAIRE-Seq

FAIRE-Seq (

FAIRE — один из методов картирования областей открытого хроматина, наряду с методом определения участков, гиперчувствительных к ДНКазе I (DNase-seq) и методом иммунопреципитации хроматина (ChIP-seq, ChIP-on-chip). Идея метода была предложена в 2003 г. для фракционирования хроматина Saccharomyces cerevisiae на 2 части: первая — участки, транскрибируемые РНК-полимеразой II, вторая — некодирующие последовательности и участки, транскрибируемые РНК-полимеразами I или III^[3]. Разделение осуществляется за счет разной степени сшивания формальдегидом отдельных регионов хроматина. В 2007 г. с помощью данного метода были определены регионы, связанные с регуляторной активностью в хроматине человека; таким образом, метод прошел проверку и получил своё название FAIRE^[4]. В первоначальном варианте для анализа данных использовалась гибридизация флуоресцентномеченных фрагментов ДНК с ДНК-микрочипами^[4], что в дальнейшем получило название FAIRE-chip. В последующих работах были предложены другие способы анализа полученных участков ДНК, среди которых самым распространённым является FAIRE-seq^[1].

На сегодняшний день существует несколько вариантов метода, предназначенных для тканей животных и растений. При работе с растениями требуются более жесткие условия и продолжительное время фиксации формальдегидом из-за клеточной стенки, восковой кутикулы листьев и воздушных пространств в

Для анализа данных секвенирования требуется выравнивать последовательности с референсным геномом, для чего используется, например, Bowtie. Затем производится поиск значимых участков (significant enrichment regions). Для этих целей рекомендуется использование ZINBA. В отличие от FAIRE-chip и FAIRE-qPCR, при использовании FAIRE-seq с достаточной глубиной покрытия генома контрольный образец может отсутствовать^[6].

С помощью FAIRE-seq можно осуществлять поиск целевых промоторов опухолевых факторов, обнаружение и проверку потенциальных участков свободного, не связанного с нуклеосомами, хроматина, идентификацию индуцируемых регуляторных участков генома и описание активных регуляторных элементов генома. Метод также позволяет оценивать вариабельность нуклеотидного состава регуляторных участков в различных популяциях^[7].

Применение FAIRE-seq совместно с другими методами, например с DNase-seq, дает более надежный и качественный результат^[2].

Для метода FAIRE не требуется предварительной обработки клеток, так как формальдегид добавляется в питательную среду или напрямую к ткани, быстро приводит к клеточной смерти, что позволяет получить хроматин в состоянии, предшествующем фиксации. При этом разное время фиксации формальдегидом при постоянной концентрации дает одинаковый результат. В отличие от ChIP^[8], метод не зависит от надежности и вариабельности антител. Кроме того, FAIRE не требует использования ферментов, таких как DNase или MNase, которые обычно используются в аналогичных методах для обнаружения областей, свободных от нуклеосом. Отсутствие ферментативной обработки делает этот метод менее вариабельным, более надежным и воспроизводимым^[6].

FAIRE легко адаптируется для использования на образцах тканей, потому что FAIRE не требует одноклеточной суспензии или ядерной изоляции. В этом случае единственным дополнительным шагом является измельчение замороженной ткани в крупный порошок перед фиксацией^[6].

С помощью FAIRE можно выявлять дистальные регуляторные элементы, расположенные далеко от промотеров (например, транскрипционные энхансеры), которые не находятся DNase-seq^[2].

Несмотря на простоту экспериментальной части, для FAIRE-seq, как и для других методов, связанных с обширным секвенированием, необходимо значительное количество вычислительных ресурсов и памяти для интерпретации результатов. В этом плане FAIRE-chip и FAIRE-qPCR могут быть привлекательнее^[6].

По сравнению с DNase-seq и ChIP-seq, FAIRE имеет более низкое отношение сигнал/шум. Поэтому сайты, обнаруженные FAIRE, время от времени могут лишь незначительно отличаться от фонового сигнала, что снижает доверие к идентифицированным сайтам. Этот эффект усугубляется при использовании методов обнаружения, не связанных с секвенированием. Несмотря на низкое отношение сигнал/шум, стоит отметить, что результаты FAIRE имеют хорошую воспроизводимость. Однако обнаружение некоторых промотеров активно экспрессируемых генов осуществляется хуже, чем другими методами, такими как DNase-seq^[2].

Эффективность фиксации тканей варьирует в зависимости от её свойств (чистота, проницаемость, плотность клеток, содержание жира и площадь поверхности), что может затруднять сравнение результатов, полученных для разных тканей^[6].

Данные по геному человека, полученные при помощи FAIRE-seq, доступны как часть проекта

Эта статья входит в число добротных статей русскоязычного раздела Википедии.