快速了解染色質免疫共沉淀技術（ChIP）

ChIP技術的原理

在生理狀態下把細胞內的DNA與蛋白質交聯在一起，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，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；交聯時間如果過短，則交聯不完全，產生假陰性。交聯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
經過熱處理及交聯，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技術的優點

與傳統的研究轉錄因子和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。總之，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）