Bio-Rad公司推出的EpiQ染色質分析試劑盒(EpiQ chromatin analysis kit )，利用常染色質和異染色質之間的差異來定量評估染色質結構。通過原位染色質消化、基因組DNA純化以及實時定量PCR，可以同時研究幾個基因啟動子的染色質狀態。作為一款新穎的表觀遺傳學研究工具，EpiQ試劑盒可協助確定表觀遺傳學事件(如DNA甲基化和組蛋白修飾)對基因表達調控的影響。
EpiQ染色質分析試劑盒的原理和方法
常染色質是轉錄活躍的部位，呈疏松的環狀，電鏡下表現為淺染，易被核酸酶在一些敏感的位點降解。與常染色質相比，異染色質是轉錄不活躍的部分，染色深，核酸酶無法接近，也就不能降解DNA。因此，利用核酸酶消化和QPCR，通過Cq改變就能評估染色質狀態。
表觀遺傳學過程，如DNA甲基化和組蛋白修飾，通過改變染色質結構來控制基因表達。轉錄活躍的基因與“開放”或“可接近”的染色質區域相關，而轉錄沉默的基因通常與“關閉”或“難接近”的染色質區域相關。
目前定量確定染色質結構狀態的方法較為復雜，且耗時長。它需要從細胞中分離出細胞核，并進行染色質消化，通常需要兩天以上才能完成。Bio-Rad公司推出的EpiQ染色質分析試劑盒(EpiQ chromatin analysis kit )就是利用上面的原理來定量評估染色質結構。通過原位染色質消化、基因組DNA純化以及實時定量PCR，可以同時研究幾個基因啟動子的染色質狀態。作為一款新穎的表觀遺傳學研究工具，EpiQ試劑盒可協助確定表觀遺傳學事件(如DNA甲基化和組蛋白修飾)對基因表達調控的影響。有了EpiQ試劑盒，無需分離細胞核，6小時即可獲得染色質結構的數據。此外，該試劑盒只需要較少量的細胞(低至50,000個)就能開展分析。
EpiQ染色質分析試劑盒的流程如下：在有或沒有核酸酶的情況下，利用染色質緩沖液處理細胞1小時(37°C)。利用終止緩沖液來終止染色質消化(37°C，10分鐘)，之后是基因組DNA純化和定量。通過實時定量pcr來評估染色質結果，與參照基因比較結果。
研究人員證實，EpiQ染色質分析試劑盒的染色質結構數據與多個細胞系中一些基因的表達水平密切相關。他們評估了四個不同細胞系(HeLa、PC3、LNCaP和HCT15)中四個組成型表達基因(GAPDH、ACTB、TBP和B2M)的近啟動子區域的染色質狀態(下圖A)。每個基因的啟動子都處于開放的染色質結構。同時評估了同一細胞系中11個表觀遺傳學調控的基因啟動子(ABCB1、CDH1、CDH13、DAPK1、DKK1、GSTP1、PTGS2、TP73、WT1、p14ARF和p16INK4A)(下圖B)。染色質狀態存在差異，并與基因表達水平密切相關。開放狀態的染色質區域與中等到高水平的基因表達相關(右上角黑色框)，而封閉狀態與低水平相關(左下角)。EpiQ試劑盒輕松鑒定出PC3細胞中一個異常值基因(黑色箭頭)，它表現出一種表觀遺傳學調控的稀有形式—單等位基因甲基化，即只有一個等位基因被甲基化，導致50%的染色質可接近和高水平基因表達。
確定HIV潛伏的機制
“我試圖確定病毒蛋白中的突變如何影響它與染色質重塑因子之間的相互作用。EpiQ試劑盒讓我能夠評估病毒周圍的染色質結構，以及病毒蛋白是否影響它。”加州大學伯克利分校的研究生Siddharth Dey說。
他在近的實驗中研究了一個病毒蛋白，它表現出重要的翻譯后修飾，并與多個細胞蛋白相互作用。此蛋白中的一些保守位點已鑒定出，對蛋白功能很關鍵，如果它們突變，病毒會變得不起作用。Dey想要研究共同進化的位點，即某些位點的氨基酸與其他位點的氨基酸相關聯。
他的工作需要用序列比對的統計學方法來鑒定那些共同進化的位點。一旦鑒定出，他就能通過實驗來檢驗這些位點。之后再研究它們在結構或功能上如何重要。
EpiQ試劑盒在這些功能實驗中起了重要作用。研究表明病毒蛋白與多個細胞蛋白相互作用，包括SWI/SNF，一個染色質重塑復合物。
過去，Dey使用**沉淀來解決這些問題。就目前這項研究以及今后的研究而言，EpiQ試劑盒不能取代**沉淀技術，而是作為補充。它給出信息，說明在哪些條件下需要用染色質**沉淀來進一步分析。
Dey希望終能夠完全了解HIV潛伏背后的分子機制，開發出抗病毒**對付HIV病毒。
與癌細胞增殖聯系起來
“這個試劑盒的主要應用不太在于發現什么，而是為了解基因是否表達提供了一個捷徑。一旦你了解了這個，你就能設計實驗，來更詳細地了解為什么是這樣，”意大利Insubria大學結構與功能生物學系Ian Marc Bonapace教授說。
Ian Marc Bonapace教授與一群日本科學家合作，在上世紀90年代末發現了UHRF1蛋白。UHRF1被發現以后，研究表明它在基因調控中扮演著重要的角色，它控制著細胞增殖時重建正確的DNA和染色質修飾的表觀遺傳學機制。
Bonapace研究的主要目標是確定UHRF1終以何種方式影響了癌癥**。他們認為，此蛋白至少能作為癌癥侵襲性的一個標志物。未來，他們希望能發現一些阻礙UHRF1活性的分子，這有可能作為一種阻止腫瘤生長和轉移的方法。
在這項研究中，他們使用的主要方法包括染色質**沉淀、蛋白抽提和純化，共沉淀和凝膠過濾，以鑒定此蛋白參與形成了哪些復合物。在2010年初，Bonapace得到了EpiQ試劑盒。為了檢驗它的效果和適用性，他開展了一個實驗，在兩個不同的前列腺癌細胞系中比較三個不同的腫瘤抑制基因。這兩個細胞系分別為：非侵襲性的LNCAP和侵襲性的PC3。
Bonapace談到：“這些實驗的結果正是我們所預計的。LNCAP細胞中腫瘤抑制基因未下調，而PC3細胞中則完全下調(因此染色質處于關閉狀態)。”
Bonapace還談到，在得到EpiQ試劑盒之前，使用染色質**沉淀方法來確定基因是否表達，一般需要幾天。而使用這個試劑盒，你能立即確定基因是否被抑制，之后再決定是否要通過耗時耗力的實驗來研究為什么。Bonapace還介紹了EpiQ試劑盒對其研究的潛在影響，不但大大節省時間，還能有效利用資源，因為他不斷檢測不同類型的細胞和腫瘤，看看同一個目的基因是否受UHRF1蛋白存在或缺失的控制。
