1 minute read


ChIP == Chromatin ImmunoPrecipitation

  • precipitation: [prɪˌsɪpɪˈteɪʃn]
    • (meteorology) Any or all of the forms of water particles, whether liquid or solid, that fall from the atmosphere, 降水
    • (countable, chemistry) A reaction that leads to the formation of a heavier solid in a lighter liquid, 沉淀 (物)
  • immunoprecipitation:
    • A technique in which an antigen is precipitated from solution by using an antibody, or a particular use of this technique.
    • 免疫沉澱法,是一種研究蛋白質間交互作用的生物技術,這種技術是將蛋白質視為抗原,並利用抗體與之進行特異性結合的特性,來進行研究。這項技術可用來將含有上千種不同蛋白質的樣品中,分離和濃縮出特定蛋白質。

那 chromatin immunoprecipitation 这个名字我觉得是蛮莫名其妙的:

  1. 它不是用来研究 chromatin 的。它的意图是用 immunoprecipitation 来捕捉 protein $\overset{\text{binding}}{\longleftrightarrow}$ DNA
  2. chromatin 只是 protein $\overset{\text{binding}}{\longleftrightarrow}$ DNA 这个 complex 的一个载体
  3. 所以为什么不叫 DNA-binding protein immunoprecipitation 呢?

ChIP 的具体定义和过程是 (source):

Chromatin immunoprecipitation, or ChIP, refers to a procedure used to determine whether a given protein binds to or is localized to a specific DNA sequence in vivo.

  • in vivo: (of a process) performed or taking place in a living organism. 亦即 ChIP,严格来说只有第一步,需要在活体细胞中执行
  • formaldehyde 即甲醛。Wikipedia 曰:

    在体内,甲醛可能导致蛋白质不可逆的与 DNA 键结

    • 但是第三步又说 reverse the cross-linking。所以在活体细胞外,甲醛导致的 protein-DNA-binding 应该还是可以分离的
    • cross-link 指 polymer chain $\overset{\text{bond}}{\longleftrightarrow}$ polymer chain 中间的这个化学键 (这两个 polymer chain 通过这个化学键连接形成一个更大的 polymer)
  • 最终可以得到这一段与 (某特定) protein 绑定的 DNA 的 seq
    • 它可能是一个 TFBS

ChIP-on-chip (a.k.a. ChIP-chip)

所以 ChIP-on-chip 的做法就是:

  1. 先 ChIP,得到 DNA fragments
  2. 再用这些 DNA fragments 做 DNA Microarray

所以 ChIP-on-chip 应该可以量化 “与 (某特定) protein 绑定的 DNA (的 exposure 程度)”

  • 这个结果也可能是 “与 (某特定) TF 绑定的 TFBS (的 exposure 程度)”


那顺着 ChIP-on-chip 的思路,ChIP-seq 就好理解了。它的步骤是:

  1. 先 ChIP,得到 DNA fragments
  2. sequence 这些 DNA fragments,然后 align 这些 sequences 到 genome

所以最后可以得到一个 BED file,记录了所有 “与 (某特定) protein 绑定的位置”

  • 这个结果也可能是 “与 (某特定) TF 绑定的 TFBS 的位置”

具体过程可以看 YouTube: StatQuest: A gentle introduction to ChIP-Seq

另有 ChIP-seq analysis R 语言实际操作:ChIP-seq analysis basics

最后说一句:DNase-Seq + ChIP-seq 是一个挺好的 combo:

  • ChIP-seq 寻找 TFBS
  • DNase-seq 寻找 DHS
  • DHS 可能是 TFBS;TFBS 也可能是 DHS