德國馬普所開發(fā)新的ATAC-seq分析工具（2020.8.27 Plant Biotechnology Journal）

ATAC-seq（Assayfor Targeting Accessible-Chromatin with high-throughput sequencing），即結(jié)合高通量測(cè)序技術(shù)的靶向開放染色質(zhì)研究。這個(gè)方法是2013年由斯坦福大學(xué)的William J.Greenleaf和Howard Y.Chang實(shí)驗(yàn)室共同開發(fā)的用于研究染色質(zhì)可及性/開放性的方法。并且，隨著該方法的不斷改進(jìn)，使得在全基因組范圍內(nèi)系統(tǒng)地研究控制基因表達(dá)的表觀遺傳機(jī)制成為可能。

ATAC-seq中的足跡（footprints）是指活性轉(zhuǎn)錄因子（TF）與DNA結(jié)合，阻止Tn5在結(jié)合位點(diǎn)切割，從而形成一個(gè)被保護(hù)的區(qū)域。ATAC-seq footprints可以幫助我們查看TF在全基因組上結(jié)合的狀態(tài)。從理論上說，對(duì)ATAC-seq數(shù)據(jù)進(jìn)行足跡分析可以研究TF的結(jié)合，但是，由于缺乏能夠執(zhí)行不同水平的足跡分析的計(jì)算工具，該方法的廣泛應(yīng)用受到了阻礙。

2020年8月26日，Nature Communications在線發(fā)表了德國馬普研究所生物信息學(xué)系Mario Looso團(tuán)隊(duì)題為“ATAC-seq footprinting unravels kinetics of transcription factor binding during zygotic genome activation”的論文，該研究介紹了TOBIAS（Transcription factor Occupancy prediction By Investigation of ATAC-seq Signal），這是一個(gè)全面、準(zhǔn)確、快速的足跡分析算法，可在全基因組范圍內(nèi)同時(shí)對(duì)數(shù)百個(gè)TF的結(jié)合動(dòng)力學(xué)進(jìn)行研究。

TOBIAS是一系列命令行工具的集合。這些工具使用最少的ATAC-seq reads、TF motifs和基因組信息的輸入來執(zhí)行所有層次的足跡分析，包括偏差校正、footprinting以及不同條件之間的比較。此外，TOBIAS包括各種輔助工具，例如TF網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)和足跡可視化，可用于各種下游分析。

為了驗(yàn)證TOBIAS，本研究使用成對(duì)的ATAC-seq和ChIP-seq數(shù)據(jù)進(jìn)行了測(cè)試，發(fā)現(xiàn)TOBIAS優(yōu)于現(xiàn)有的偏差校正和足跡分析方法。

總之，TOBIAS作為首次提出的一個(gè)綜合性軟件，可以執(zhí)行基因組足跡分析的所有步驟，支持多種實(shí)驗(yàn)條件，并在一個(gè)框架內(nèi)實(shí)現(xiàn)可視化。作者相信，未來基因組足跡分析領(lǐng)域的研究工作，比如分析軟件和分子實(shí)驗(yàn)方法的進(jìn)步，都將驗(yàn)證TOBIAS是一種資源豐富的工具，可以加深我們對(duì)涉及TF結(jié)合的各種表觀遺傳過程的理解。