ATAC-seq（Assay for transposase-accessible chromatin with high-throughput sequencing）基于高通量测序进行染色质开放性研究，是时下表观研究领域最热门的技术之一。而单细胞ATAC-seq技术在此基础上加以精进，实现在单细胞层面染色质可接近性的探索。具体的技术要点在单细胞 ATAC强强联手分享过（点击题目就可以跳转哦），今天小编以两篇Cell文章来跟大家分享一下单细胞ATAC-seq的应用及研究进展。
单细胞测序技术绘制人类造血细胞分化调控图谱[1]
图1 文章内容总览
文章小结
文章通过对10类已定义的人类造血细胞亚群进行单细胞ATAC测序及数据分析，构建造血过程相关细胞的染色体可接近性图谱，描绘造血分化轨迹。通过研究，文章发现CMPs亚群及GMPs亚群存在一定的异质性，进一步通过整合单细胞转录组数据联合分析，解析转录因子动态调控变化机制。
重点结果
文章利用FACS从CD34+人骨髓细胞中分选出8类不同的亚群，包含骨髓细胞、红细胞、淋巴谱系相关细胞，另外也选取了CD34+CD38-CD45RA+CD123-亚群细胞。通过单细胞ATAC-seq，获得了2034个高质量细胞数据，每个细胞fragments中位数为8268，比对到peaks的比率为76%。
图2 造血细胞单细胞染色质可接近性图谱绘制流程
基于转录因子可接近性数据进行聚类分析，发现在HSCs中，HOX转录因子motif大量富集。而ID3、CEBPB及GATA1随着淋巴细胞、骨髓细胞、红细胞的分化，呈现出递增的活性。
图3 基于转录因子可接近性的造血细胞谱系分析
研究分析鉴定出14个亚群，其中CMPs细分为4个亚群，GMPs分为2个亚群，表明这类细胞存在一定的异质性。
图4 De novo亚群鉴定
单细胞测序技术绘制哺乳动物染色质可接近性图谱[2]
图5 文章内容总览
文章小结
文章对13个成年小鼠组织的约100000个单细胞进行ATAC测序分析，鉴定出85种不同的染色体可接近性模式及近400000个差异可接近性元件。利用测序数据，将调控元件及其目标基因关联起来，基于转录因子特异性定义亚群，探索细胞染色质可接近性异质性，为哺乳动物细胞亚群基因调控相关的深入研究提供了依据。
重点结果
文章选取来源于17个8周龄雄性C57BL/6J小鼠的13个组织样本，进行单细胞ATAC测序，获得约100000个细胞的染色质可接近性数据，共鉴定出436206个可接近性位点。
图6 小鼠单细胞染色质可接近性图谱绘制流程
将通过质控的81173个细胞的ATAC数据进行聚类分析，共鉴定出30个主要细胞亚群，其中大部分来源于同一组织的细胞都聚为同一亚群（比如91%肝脏来源细胞都在cluster 3）。基于30个主要细胞亚群的异质性，进一步细化分析，共鉴定出85种不同的染色体可接近性模式。
图7 基于小鼠单细胞染色质可接近性的聚类分析
将单细胞ATAC及转录组数据关联分析，发现大多数情况下，两种方法分群注释数据表现出较高的相关性。利用基于KNN的分类方法将单细胞转录组数据中常见标签移植到单细胞ATAC数据中，发现两者细胞分群结果基本一致。
图8 单细胞ATAC及转录组数据联合分析结果展示
不难看出，进行大规模、高通量的单细胞ATAC测序，不仅能解决细胞异质性带来的偏差，更能获得全面深入的结果。
10x Genomics单细胞ATAC优势
1、低成本—每个细胞成本远远低于传统单细胞测序、组织测序；
2、短周期—1h即可完成Tn5转座酶对染色质开放区域的切割；
3、高通量—7min即可完成1,000-80,000个细胞核的标记；
4、大数据—可获得多至万个细胞的数据，不依赖于抗体捕获，全面性研究染色质开放区域；
5、专业软件—配套官方可视化软件。
图9 10x Genomics单细胞ATAC部分分析内容展示
图10 安诺单细胞测序技术总览
作为国内单细胞测序技术整体解决方案的提供商，目前安诺基因单细胞多组学研究具有全面的产品，覆盖三大组学（基因组、转录组、表观组），拥有丰富的项目经验、合作单位100+、物种经验50+、多篇高分文章IF累计100+，能够有针对性并准确服务于不同的研究领域及研究策略，使得科研工作者可以更深入地了解细胞间的异质性。
参考文献
[1]Buenrostro Jason D, Corces M Ryan, Lareau Caleb A, et al. Integrated Single-Cell Analysis Maps the Continuous Regulatory Landscape of Human Hematopoietic Differentiation[J]. Cell, 2018, 173:1535-1548.e16.
[2]Cusanovich Darren A, Hill Andrew J, Aghamirzaie Delasa, et al. A Single-Cell Atlas of In Vivo Mammalian Chromatin Accessibility[J]. Cell, 2018, 174:1309-1324.e18.
