表觀遺傳學
解析非序列層面的遺傳修飾規律，探索環境如何透過修飾影響基因表現。
ChIP-Seq
染色質免疫共沉澱測序（Chromatin Immunoprecipitation followed by sequencing, ChIP-seq）是一種用於全基因體範圍研究蛋白質與 DNA 相互作用的高通量技術。它結合染色質免疫共沉澱（ChIP）與高通量測序（NGS），廣泛應用於轉錄因子結合位點、組織蛋白修飾位點、染色質重塑因子等的定位研究。在真核生物中，DNA 並非裸露存在，而是與組織蛋白形成核小體結構，並進一步摺疊成染色質。多種調控蛋白（如轉錄因子、組織蛋白修飾酶、染色質重塑複合物等）透過與特定 DNA 序列或修飾後的組織蛋白結合，調控基因表達。理解這些蛋白質—DNA 互作對揭示基因調控機制至關重要。
原理介紹
傳統 ChIP 結合 PCR（ChIP-PCR）只能偵測已知位點的結合情況，而 ChIP-chip（晶片）雖可全基因體掃描，但受限於探針設計與解析度。隨著高通量測序發展，ChIP-seq 應運而生，具備更高靈敏度、解析度與覆蓋度，成為研究蛋白質—DNA 互作的「金標準」。相互連結：使用甲醛將細胞內與 DNA 結合的蛋白質共價相互連結，固定其在基因體上的位置。染色質片段化：透過超音波或酶切（如 MNase）將染色質打斷為 200–500 bp 的小片段。免疫沉澱：運用特異性抗體富集目標蛋白及其結合的 DNA 片段。解相互連結與純化：去除蛋白質，純化富集的 DNA 片段。建庫與測序：建構測序文庫並進行高通量測序。資料分析：將測序 reads 比對至參考基因體，辨識顯著富集區域（peak calling），即潛在的結合位點。
文獻案例
《Cell》期刊發表「Whyte WA, Orlando DA, Hnisz D, et al. Master Transcription Factors and Mediator Establish Super-Enhancers at Key Cell Identity Genes.」研究論文，運用 ChIP-seq 繪製小鼠胚胎幹細胞中 Oct4、Sox2、Nanog、Klf4、Esrrb 及 Mediator 的全基因體結合圖譜，發現這些主調控因子高度富集於一類新型調控元件—超級增強子（super-enhancers）。這些區域具大片段、高轉錄因子密度、強 H3K27ac 訊號等特徵，並特異性驅動細胞身份關鍵基因的高表達。功能實驗進一步表明，超級增強子對轉錄因子或 Mediator 水平變化極為敏感，揭示其在維持細胞命運中的核心作用。
送樣標準
每次免疫沉澱（IP）反應需提供不少於 2×10⁷ 個細胞。
每次 IP 建議提供 50 mg 以上。
每次 IP 建議提供 0.5–1.0 克新鮮組織。
血漿，建議提供 5 mL 以上；血清：建議提供 10 mL 以上。
總量單次建庫輸入量應大於 20 ng，濃度不低於 2 ng/μL。
交付內容
標準分析
Peak 辨識與註釋，Peak calling（MACS2）、生物學重複一致性評估（IDR）、Peak 長度分布、在基因體元件（啟動子、CDS、UTR 等）的分布
功能富集分析
Peak 關聯基因列表、GO 功能分類 + KEGG 路徑富集
Motif 分析
De novo motif 發現（HOMER/DREME）、已知轉錄因子 motif 匹配（JASPAR 等資料庫）
進階分析
多組比較，差異 Peak 辨識與視覺化；多組學整合，聯合 RNA-seq / ATAC-seq 分析；跨物種保守性分析，客製化視覺化（Circos 圖、熱圖、IGV 快照等）。
常見問題
從實驗到分析鏈式排查：1）設置「無抗體」Mock IP 對照，量化背景水平；2）優化抗體與染色質投入量比例，防止過飽和或不足；3）增加高鹽洗滌步驟，減少非特異性吸附；4）生資分析中，結合富集倍數與統計顯著性綜合設定峰偵測閾值。
基於樣品、標的與目標權衡：傳統 ChIP-seq 通用於各類蛋白（含轉錄因子），可捕獲間接結合，但需細胞量大、背景較高。CUT&Tag/RUN 背景極低、所需細胞極少（可低至百個）、流程快，但主要適用於核內可及性高的標的（如組織蛋白修飾），且對某些緊密染色質區域靈敏度可能受限。
