一、CHIP简介

染色质免疫共沉淀（Chromatin Immunoprecipitation，ChIP）是一种研究转录因子和靶基因启动子区域直接相互作用的方法，可以直接确定它们之间相互作用方式的动态变化，通过组蛋白/转录因子的特异性抗体，将特定的蛋白与DNA复合物沉淀下来，结合测序等方法，获取结合的DNA片段信息，能够得到转录因子结合位点的信息，确定其直接靶基因。它早期多被用于研究核小体上的 DNA 和组蛋白的相互作用以及组蛋白的修饰等方面。近年来，随着生物技术的迅速发展，ChIP 技术不断发展和完善，被广泛应用于体内转录调控因子与靶基因启动子上特异核苷酸序列结合方面的研究，并成为在染色质水平研究基因表达调控的有效方法。

二、原理流程

CHIP的基本原理是在活细胞状态下，当用甲醛处理时，相互靠近的蛋白与蛋白、蛋白与核酸（DNA或RNA）之间会产生共价键。细胞内，当转录因子与启动子相互结合时，它们必然靠的比较近或者契合在一起，这个时候用甲醛处理，能使它们之间产生共价键。固定的蛋白质－DNA复合物通过超声或酶处理将其随机切断为一定长度范围内的染色质小片段，然后通过抗原抗体的特异性识别反应沉淀此复合体，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，从而获得蛋白质与DNA相互作用的信息。通过qPCR或二代测序，筛选与目的蛋白互作的未知DNA信息。
 

三、CHIP的应用 

由于ChIP采用甲醛固定活细胞或者组织的方法，因此能比较真实的反映细胞内转录因子与Promoter的结合情况，还可以用来研究组蛋白的各种共价修饰与基因表达的关系。近年来，这种技术得到不断的发展和完善。采用结合微阵列技术在染色体基因表达调控区域检查染色体活性，是深入分析癌症、心血管病以及中央神经系统紊乱等疾病主要通路的一种非常有效的工具。

1、判断DNA链的某一特定位置会出现何种组蛋白修饰

2、检测RNA polymerase II及其它反式因子在基因组上结合位点的精确定位

3、研究组蛋白共价修饰与基因表达的关系

4、转录因子研究

案例分享：

案例一

题目：Hypoxia induces H19 expression through direct and indirect Hif-1α activity, promoting oncogenic effects in glioblastoma

期刊：scientific reports

主要内容：作者分别使用了两种细胞U87和U251，验证SP1对于H19的转录调控作用。用SP1抗体进行ChIP实验，对H19的启动子区域上游100bp的高GC含量，设计引物。富集到的DNA进行qPCR检测，结果显示SP1能够调控H19启动子的转录。
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案例二

题目：Chromatin Profiling by Directly Sequencing Small Quantities of Immunoprecipitated DNA. 

期刊：Nat Methods

主要内容：收集培养的5×106K562细胞，使用组蛋白甲基化修饰抗体H3K27me3、H3K4me3、H3K36me3（ChIP-grade）进行IP富集提取的经过片段化的染色质复合物，构建测序文库后进行二代测序，获得peaks在染色质上的分布情况。
 

案例三

题目： A crucial role for the ubiquitously expressed transcription factor Sp1 at early stages of hematopoietic specification.

期刊：Development

主要内容：分离培养小鼠胚胎干细胞并诱导分化，分别收集组细胞及Flk+细胞，用转录因子Sp1抗体进行ChIP实验后二代测序，获得Sp1结合位点在两种细胞中的分布区域。
 

四、交付内容
 

• 1、项目报告与数据：
• 2、测序数据质量评估：过滤掉低质量数据，保证数据质量
• 3、与参考基因组比对：reads分布及比对结果可视化
• 4、peak峰calling：分析蛋白结合位点
• 5、motif分析：蛋白结合序列的偏好性
• 6、peak峰相关基因注释：寻找蛋白潜在调控基因
• 7、差异peak分析：分析不同样本间差异peak峰
• 8、相关基因功能分析：相关基因GO, KEGG富集分析

五、优势特点
 

• 1、项目前后三次质控，保障实验成功率；
• 2、团队选择抗体经验丰富；
• 3、细胞、植物、动物都有大量经验。

参考文献：

[1] Collas P. The current state of chromatin immunoprecipitation. Mol Biotechnol. 2010 May;45(1):87-100. doi: 10.1007/s12033-009-9239-8.