快速了解染色質免疫共沉淀技術（ChIP）

ChIP技術的原理

在生理狀態(tài)下把細胞內的DNA與蛋白質交聯(lián)在一起，通過超聲或酶處理將染色質切為小片段后，利用抗原抗體的特異性識別反應，將與目的蛋白相結合的DNA片段沉淀下來，以富集存在組蛋白修飾或者轉錄調控的DNA片段，再通過多種下游檢測技術（定量PCR、基因芯片、測序等）來檢測此富集片段的DNA序列。(檢測相關技術服務：Real-time PCR技術服務、基因芯片及結果驗證服服務、高通量測序及結果驗證服務)

ChIP技術實驗步驟

染色質免疫共沉淀技術包括3個獨立的步驟，即固定、沉淀和檢測。
第1步 固定
甲醛能有效的使蛋白質-蛋白質，蛋白質-DNA，蛋白質-RNA交聯(lián)，形成生物復合體，防止細胞內組分的重新分布。首先在體內用甲醛固定DNA和蛋白質復合物，需要注意甲醇的交聯(lián)時間，如果過長，細胞染色質難以用超聲波破碎，影響ChIP結果，而且實驗材料也容易在離心過程中丟失；交聯(lián)時間如果過短，則交聯(lián)不完全，產(chǎn)生假陰性。交聯(lián)反應可加入甘氨酸終止。然后用化學（微球菌酶）或者機械（超聲波）的手段將其隨機切成一定長度的染色質小片段（200～1000bp）。
第2步 免疫沉淀
利用目的蛋白質或者目的蛋白質上標簽的特異性抗體，通過抗原和抗體反應形成DNA－蛋白質－抗體復合體，然后沉淀此復合體，特異性地富集目的蛋白結合的DNA片段。
第3步 目的片段的純化與檢測
經(jīng)過熱處理及交聯(lián)，釋放共沉淀的DNA；再將DNA片段純化后，對沉淀的DNA樣品進行檢測。目前檢測方法主要有3種：第1種是比較沉淀的模版與陰性和陽性對照PCR信號強度的普通PCR實驗，或者相對精確的定量PCR方法。第2種是將沉淀的DNA與DNA微陣列芯片雜交（ChIP-on-ChIP），以檢測多基因軌跡全部的相互作用。第3種是高通量DNA測序分析。

ChIP技術的優(yōu)點

與傳統(tǒng)的研究轉錄因子和DNA相互作用的方法相比，染色質免疫共沉淀技術是一種在體內研究DNA與蛋白質相互作用的理想方法。ChIP的優(yōu)點在于能夠在體內捕獲轉錄因子和靶基因的相互作用，能同時快速地提供一種或者多種基因的調控機制，因此有巨大的應用價值。

ChIP技術的局限性

第一，該技術需要抗目的蛋白或者特殊修飾標簽的高度特異性抗體。
第二，假陰性信號可能源于無效的抗體結合或者在交聯(lián)過程中抗原受到干擾。
第三，甲醛固定可能是暫時的，甚至是非特異的，可能導致相鄰的蛋白形成假陽性信號。
第四，難以同時得到多個蛋白質對同一序列結合的信息等。

針對前三方面，推薦在交聯(lián)之后和抗體沉淀之前繪制一條標準曲線，以確定每次實驗所需染色質的最佳量，確保材料的起始量相等。當檢測的染色質模版（目的抗體的染色質免疫沉淀物）擴增出可檢測的條帶時，將染色質樣品連續(xù)稀釋以確定關鍵點；而此時對照（mockChIPed）染色質模版需要濃縮以擴增出可見的條帶�？傊�，染色質免疫共沉淀的步驟是需要精確的且要求一系列的預實驗。

ChIP技術的應用

ChIP方法能研究DNA甲基化、染色質結構、組蛋白修飾和轉錄因子的協(xié)同結合，或者從預測的靶基因中確定直接的靶位點。ChIP技術和其它分子生物學技術結合（例如普通PCR，實時定量PCR，基因克隆，DNA微陣列或者更直接的高通量測序技術），已經(jīng)被用于確定轉錄因子和DNA的相互作用或轉錄因子新的基因組靶位點。

最初，ChIP應用于哺乳動物、酵母、果蠅染色質的研究上；后來，被應用在相關轉錄因子和修飾后組蛋白位置等方面的研究方面。ChIP技術還能用于研究蛋白和蛋白之間的相互作用，如通過酵母雙雜交和ChIP證實了DELLA蛋白與PIF3蛋白之間的相互作用。

隨著ChIP技術的進一步完善，它必將會在基因表達調控研究中發(fā)揮越來越重要的作用。而由于ChIP實驗涉及的步驟多，結果的重復性較低，因此研究人員對ChIP實驗過程的每一步都應設計相應的對照，而且對結果的分析也需要有一定的經(jīng)驗。對剛剛開始使用ChIP技術的實驗新手，選用成熟的商品化試劑盒和相關的技術服務可達到事半功倍的效果。（相關試劑盒：Pierce Agarose ChIP Kit，相關技術服務：染色質免疫共沉淀（CHIP）技術服務）