全面鑒定研究物種基因組中的轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)（Transcription Factor Binding Sites，TFBS），對(duì)于表征調(diào)控元件和TFBS功能至關(guān)重要。染色質(zhì)免疫沉淀測(cè)序（ChIP-seq）是一種鑒定TFBS的技術(shù)之一(Kheradpour and Kellis, 2014；Stamatoyannopoulos et al., 2012)，也是研究蛋白質(zhì)與DNA互作的“黃金標(biāo)準(zhǔn)”。然而，ChIP-seq實(shí)驗(yàn)通常在規(guī)模上受到限制，因?yàn)樗?strong>操作難度大，依賴(lài)于抗體質(zhì)量，并且對(duì)罕見(jiàn)或低表達(dá)蛋白具有挑戰(zhàn)性。
什么是DAP-seq技術(shù)？
2016年，O’Malley等開(kāi)發(fā)了DNA親和純化測(cè)序（DNA Affinity Purification Sequencing，DAP-seq），這是一種高通量的檢測(cè)方法，使用體外表達(dá)的TF來(lái)接觸裸露的gDNA片段以確定結(jié)合位點(diǎn)（峰）和序列基序。DAP-seq技術(shù)目前已被廣泛地運(yùn)用到基因調(diào)控、表觀遺傳等領(lǐng)域的研究，使轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)的研究不再局限于物種、抗體質(zhì)量，加快構(gòu)建物種的轉(zhuǎn)錄調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。
DAP-seq建庫(kù)流程
DAP-seq實(shí)驗(yàn)流程主要參考：Bartlett A, O’Malley RC, Huang SC, et al., Mapping genome-wide transcription-factor binding sites using DAP-seq. Nature Protocl, 2017.
（1）對(duì)樣本進(jìn)行DNA提取，將基因組DNA打斷成~200bp的片段，并加接頭，制備DNA文庫(kù)；
（2）構(gòu)建含目的蛋白編碼序列的表達(dá)載體，體外表達(dá)“Halo-目的蛋白”的融合蛋白；
（3）HaloTag-TF融合蛋白與DNA文庫(kù)孵育，回收DNA，PCR擴(kuò)增后完成二代建庫(kù)。
DAP-seq應(yīng)用場(chǎng)景
1.植物育種
在植物研究中，DAP-seq技術(shù)可以幫助鑒定與重要農(nóng)藝性狀相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子及其靶基因，為分子育種提供理論依據(jù)。
2.疾病機(jī)制
在醫(yī)學(xué)研究中，DAP-seq技術(shù)可以用于鑒定與疾病相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子及其調(diào)控的基因，為疾病診斷和治療提供新的靶點(diǎn)。
3.環(huán)境脅迫
DAP-seq技術(shù)還可以用于研究生物體對(duì)環(huán)境脅迫（如干旱、高溫等）的響應(yīng)機(jī)制，揭示轉(zhuǎn)錄因子在環(huán)境適應(yīng)中的作用。
4.基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)
通過(guò)DAP-seq技術(shù)，科學(xué)家可以構(gòu)建出轉(zhuǎn)錄因子與靶基因之間的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，揭示基因表達(dá)調(diào)控的復(fù)雜機(jī)制。
DAP-seq案例
案例1
RNA+DAP 揭示香蕉果實(shí)誘導(dǎo)耐冷性的分子機(jī)制
2024年6月，Plant Biotechnology Journal上發(fā)表題為“MaHsf24, a novel negative modulator, regulates cold tolerance in banana fruits by repressing the expression of HSPs and antioxidant enzyme genes”的研究文章，揭示了熱處理通過(guò)抑制熱激轉(zhuǎn)錄因子MaHsf24減輕香蕉果實(shí)冷害的分子機(jī)制。
案例2
ATAC+組蛋白ChIP+DAP 解析番茄熱激響應(yīng)下轉(zhuǎn)錄因子介導(dǎo)的啟動(dòng)子與增強(qiáng)子遠(yuǎn)程互作
2023年1月，Nature Communications發(fā)表題為“HSFA1a modulates plant heat stress responses and alters the 3D chromatin organization of enhancer-promoter interactions”的研究文章，研究了番茄熱應(yīng)激反應(yīng)下全基因組染色質(zhì)的變化，并發(fā)現(xiàn)熱應(yīng)激過(guò)程中啟動(dòng)子與增強(qiáng)子形成短暫接觸的結(jié)構(gòu)，可能驅(qū)動(dòng)熱應(yīng)激反應(yīng)基因的表達(dá)。
案例3
snRNA+DAP 發(fā)現(xiàn)擬南芥根中MYB67控制木栓層細(xì)胞的成熟
2025年1月，Developmental Cell發(fā)表題為“A single-nuclei transcriptome census of the Arabidopsis maturing root identifies that MYB67 controls phellem cell maturation”的研究文章，通過(guò)單核轉(zhuǎn)錄組測(cè)序生成了擬南芥根表達(dá)譜，研究了擬南芥根木栓層細(xì)胞的完整發(fā)育進(jìn)程，從它們的祖細(xì)胞類(lèi)型，中柱鞘，直到它們成熟。據(jù)此，確定了這一過(guò)程背后的一整套基因，包括MYB67，并發(fā)現(xiàn)它在木栓細(xì)胞成熟中起重要作用，本研究擴(kuò)展了我們對(duì)植物二次生長(zhǎng)的理解。
臻閱生物DAP-seq技術(shù)服務(wù)
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