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【前沿】首個針對于ATAC-seq開發的分析工具

2019年6月14日,美國羅斯威爾帕克癌癥研究所的劉濤等人在NAR(Nucleic Acids Research,核酸研究)雜志上發表了首個針對ATAC-seq開發的分析工具。

ATAC-seq(Assay for Transposase-Accessible Chromatin with highthroughput sequencing),基于高通量測序的染色質轉座酶可接近性實驗。在核小體連接致密的地方,轉座酶不能進入,而松散的區域,轉座酶能夠進入并切割下暴露的DNA區域,并同時連接上特異性的接頭,有接頭的DNA片段被分離出來,用于高通量測序。ATAC-seq已被廣泛用于鑒定基因組中可接近的染色質區域。 然而,目前的數據分析仍然使用最初為ChIP-seq或DNase-seq設計的方法,而沒有考慮含有額外核小體定位信息的轉座酶消化的DNA片段。

因此,作者提出了第一個針對ATAC-seq數據的分析工具,HMMRATAC,一種基于半監督機器學習方法。?HMMRATAC軟件的主要思想是decomposition and integration(分解和集成),首先將單個ATAC-seq數據集分成無核小體(nucleosome-free regions, NFR)和核小體富集信號,用隱馬爾科夫模型(HMM)訓練開放區域周圍獨特的染色質結構,然后預測整個基因組中的開放區域。?該方法利用了ATAC-seq數據的獨特特征來識別的染色質的結構更準確。

將HMMRATAC軟件應用于已發布的人類ATAC-seq數據集上,發現其結果優于其他流行峰值調用算法。?同時作者還發現,相比于未經片段大小選擇的配對末端數據,單端測序或片段選擇的ATAC-seq數據集會導致靈敏度降低。

結束語

偷偷的告訴你,這篇文章的作者也是當年風靡一時現在還如日中天的MACS軟件的作者呦!而MACS2,MACS14都是當前用于CHIP-seq和ATAC-seq中識別Peak區域用的最多的軟件。

參考文獻:

Evan D Tarbell,?Tao Liu.?HMMRATAC: a Hidden Markov ModeleR for ATAC-seq.?Nucleic Acids Research, 2019.

Zhang Y, Liu T, Meyer CA, et al. Model-based analysis of ChIP-Seq (MACS).?Genome Biol. 2008;9(9):R137. doi:10.1186/gb-2008-9-9-r137.

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