ATAC-Seq – Um Método para Estudar a Cromatina Aberta

Uma Pesquisa sobre a Cromatina

Nas células eucarióticas, a replicação do DNA da cromatina e a transcrição génica ocorrem quando a estrutura de ordem superior do DNA se torna solta. Tal estrutura é chamada de cromatina aberta, que tem espaço suficiente para permitir a ligação com proteínas reguladoras (como fatores de transcrição e cofatores). A regulação da transcrição pode ser melhor compreendida a nível do DNA ao estudar regiões de cromatina aberta em estados celulares específicos.

O que é ATAC-Seq?

Assay para cromatina acessível a transposase com sequenciação de alta capacidade, abreviado para ATAC-Seqé uma tecnologia relativamente nova que foi introduzida em 2013. O ATAC-Seq utiliza uma transposase Tn5 mutante hiperativa que insere adaptadores de sequenciação em regiões de DNA acessíveis, permitindo distinguir sequências de cromatina aberta do conjunto total de cromatina. Em seguida, através de sequenciação de alto rendimento e análise bioinformática, informações genéticas e outras questões biológicas relevantes podem ser analisadas e exploradas.

Figura 1. O princípio básico do ATAC-Seq (Buenrostro 2015)

Comparado com métodos tradicionais como MNase-Seq e DNase-Seq, o ATAC-Seq tem vantagens significativas, incluindo uma operação mais fácil e maior reprodutibilidade. Além disso, o resultado da sequenciação pode ser altamente consistente com MNase-Seq, DNase-Seq e Chip-Seq. Enquanto isso, o ATAC-Seq requer apenas uma pequena quantidade de células/tecido e produz sinais melhores. Tornou-se um método preferido para estudar epigenómica porque pode revelar a localização genómica da cromatina aberta, a interação de proteínas ligadoras de DNA e locais de ligação transcricional.

As Aplicações do ATAC-Seq

As células eucarióticas montam a cromatina ao dobrar o DNA genómico e as histonas em múltiplas ordens. Este processo desempenha um papel decisivo na regulação da transcrição génica. A acessibilidade da cromatina é o pré-requisito para a interação entre fatores trans-atuantes específicos e elementos cis-reguladores. A expressão génica anormal ou alterações nos fatores reguladores da cromatina terão um impacto profundo na fisiologia celular, levando à ocorrência e desenvolvimento de várias doenças.

O ATAC-Seq tem sido amplamente utilizado na identificação de sequências regulatórias transcripcionais. E pode ser utilizado no estudo de reprogramação para todos os tipos de células eucarióticas. No campo da medicina, pode promover a investigação sobre a patogénese de doenças maiores, desenvolvimento de fármacos, mecanismo de ação (MOA) e função de biomarcadores. O ATAC-Seq pode ser uma ferramenta versátil em vários estudos, incluindo, mas não se limitando a:

• Mapeamento de locais de acessibilidade da cromatina.
• Pesquisa sobre modificações epigenéticas em plantas, desenvolvimento embrionário, tumorigenese, etc.
• Pesquisa de atividade transcricional relacionada a diferentes tecidos, órgãos, doenças, etc.
• Previsão de potenciais biomarcadores de doenças.
• As funções dos fatores de transcrição na regulação da expressão génica.
• Interpretação do mecanismo de regulação transcricional e da rede regulatória em todo o genoma acoplada com RNA-Seq.

Apesar das vantagens acima mencionadas e das amplas aplicações que tornam o ATAC-Seq uma ferramenta poderosa em estudos epigenómicos, existem também outros aspectos que não devem ser negligenciados. O ATAC-Seq pode ser utilizado para medir a cromatina aberta em todo o genoma para obter possíveis locais de ligação de proteínas, que é geralmente utilizado para o sequenciamento de fatores de transcrição desconhecidos ou triagem de reguladores específicos de interesse, em conjunto com outras tecnologias. Além disso, a atividade da transposase Tn5 é afetada pela composição da solução de reação e pelas condições de reação, que precisam ser otimizadas para a fragmentação da cromatina.

Referência:

1. Buenrostro JD; et al. ATAC-seq: Um Método para Avaliar a Acessibilidade da Cromatina em Todo o Genoma. Protocolos Actuais em Biologia Molecular. 2015, 109: 21.9.1-.9.9.(1).