真核生物中，DNA纏繞在組蛋白八聚體上形成染色質的基本結構單位——核小體，進而高度折疊形成染色質，最終被包裝入細胞核中。高度折疊的染色質結構對其包裝進細胞核是必要的，然而DNA的復制和轉錄等過程都需要打開染色質的緊密結構。染色質開放性可以反映出染色質轉錄活躍程度及結合的其他DNA修飾信息，特定條件下的染色質開放性變化可以提供大量的基因表達調控信息，為蛋白結合新位點的研究提供了方向。
文獻案例
AP-1 Contributes to Chromatin Accessibility to Promote Sarcomere Disassembly and Cardiomyocyte Protrusion During Zebrafish Heart Regeneration
期刊：Circulation research? ? ? ? ?IF：17.361
研究背景：成人心臟是一個低再生潛能的器官。急性心肌梗死后的心力衰竭是心肌細胞不能增殖和補充丟失的心肌而導致的主要死亡原因。雖然斑馬魚已經成為研究內源性心臟再生的有力模型，但心肌細胞通過分解肌節(jié)、增殖和重新填充受損區(qū)域來應對損傷的分子機制尚不清楚，對其染色質景觀和表觀遺傳障礙的調節(jié)還不了解，而必須克服這些障礙才能使心臟再生發(fā)生。
研究方法：作者利用ATAC-Seq首次發(fā)現在冷凍損傷后，再生心肌細胞染色質可及性格局發(fā)生了廣泛的變化。通過生物信息學和基因表達分析，發(fā)現AP-1結合位點是心臟再生過程中獲得可及性區(qū)域中含量最高的基序，并使用特異性顯性負性方法，發(fā)現阻斷 AP-1 功能導致了心肌細胞增殖缺陷，以及fbxl22?和ilk位點染色質可及性的降低，并利用RT-qPCR及TF足跡等實驗及分析證實這兩個靶基因分別調節(jié)肌節(jié)的分解和心肌細胞向損傷區(qū)域的突起。此外，研究還通過進一步實驗證明過表達AP-1家族成員Junb和Fosl1可以促進哺乳動物心肌細胞體外行為的改變。
研究結果：
1.?心肌細胞染色質可及性景觀在再生過程中發(fā)生重大變化
利用ATAC-seq技術對再生心肌Tg（gata4：EGFP+CMs）及未損傷細胞Tg(myl7：nucDsRed)進行分析，對鑒定出的差異上、下調peak相關基因進行GO分析發(fā)現：上調peak相關基因在調節(jié)生物過程中富集，如細胞遷移、調節(jié)細胞對刺激的反應和細胞骨架組織；下調peak相關基因則在肌原纖維組裝等生物過程中富集。再生心肌細胞染色質可及性更高的基因區(qū)域的KEGG分析揭示了參與PDGF、Wnt和整合素信號通路的基因富集。因此作者認為染色質可及性變化很可能是激活多個基因和信號通路的先決條件，而其中一些先前已被證明與斑馬魚心臟再生有關。
為了確定可能招募染色質重塑酶以控制CM中染色質景觀的轉錄因子，作者對上調的peak區(qū)域進行了轉錄因子基序分析，并結合分析之前已發(fā)表的斑馬魚在冷凍損傷后多個時間點的RNA-Seq心室的數據及RT-qPCR結果，發(fā)現多個jun / fos基因（AP-1 轉錄因子家族）響應成人心臟的CMs冷凍損傷而上調。通過TF足跡對比分析小鼠ATAC-Seq數據發(fā)現：在斑馬魚CMs中表達的AP-1家族成員（junba / bb和 fosl1a）在心肌梗塞后的小鼠邊界區(qū)CM 中沒有高度表達或上調。
2.AP-1對于斑馬魚心臟再生是必需的
由于在CMs再生過程中有多個jun/fos基因的表達，作者利用顯性負轉基因系，以組織特異性的方式抑制所有AP-1轉錄因子的功能（研究表明顯性陰性基因A- Fos在多種情況下都能抑制AP-1轉錄因子的功能），并結合免疫染色及PCNA/Mef2聯合免疫染色方式的結果，最終認為：AP-1轉錄因子功能對于CM的去分化和增殖以及隨后的瘢痕消退是必需的，在CM再生中起關鍵作用并調控CM的關鍵過程，包括肌節(jié)解體和CM突入損傷區(qū)域。
為了鑒定導致CM:A-Fos(+)心臟不能再生的靶基因，作者進行了再次的ATAC-Seq分析，結合轉基因品系樣本和RT-qPCR 結果，認為：AP-1轉錄因子可促進未受損CMs中染色質可及性的變化，與再生CMs相似。
3.推測AP-1靶基因fbx122可促進心肌細胞肌節(jié)的解體
通過對數據的分析，作者鑒定出AP-1的可能靶基因fbxl22，并通過RT-qPCR證實了其表達上調；TF footprint IGV可視化發(fā)現：相較于CM：A-Fos(-)CMs，CM:A-Fos (+) CMs中保護DNA不被轉座酶切割的保護作用減弱，與AP-1結合的喪失有關。結合實驗驗證，發(fā)現fbxl22是AP-1轉錄因子的靶點，進一步實驗研究表明fbx122在斑馬魚CMs 中的過度表達可以促進肌節(jié)蛋白降解。
4.推測AP-1靶基因ilk可促進心肌細胞向損傷區(qū)突起
作者在數據分析假定的AP-1靶基因，整合素連接激酶(ilk) ，并通過RT-qPCR及TF 足跡分析證實ilk是AP-1靶基因，可促進心肌細胞向損傷區(qū)域突起，并通過進一步實驗驗證AP-1轉錄因子可以調節(jié)哺乳動物的心肌細胞行為。
5.JUNB和FOSL1可以調節(jié)哺乳動物心肌細胞(CM)的行為
為了確定AP-1轉錄因子是否也能調節(jié)哺乳動物CM行為，作者利用GFP、Junb、Fosl1、Junb+Fosl1 mRNA分別轉染原代大鼠新生兒心肌細胞培養(yǎng)物，結合RT-QPCR、免疫印跡和免疫染色及驗證實驗，發(fā)現在哺乳動物CMs中，心肌梗塞后通常不上調或高表達的AP-1家族基因Junb+Fosl1的過表達導致了CMs行為的改變，這與斑馬魚CMs再生過程中發(fā)生的行為變化相似（包括CM增殖和CM突出）。
結論：AP-1 轉錄因子通過調節(jié)染色質可及性改變，從而激活促進心肌細胞去分化、增殖和突入損傷區(qū)域的基因表達程序，在心肌細胞損傷反應中發(fā)揮重要作用。
