空间ATAC 测序（Spatial ATAC-seq）

技术简介：

ATAC-seq通过 Tn5 转座酶对开放染色质区域进行选择性切割与接头插入，实现全基因组范围的染色质可及性检测，可系统解析启动子、增强子等顺式调控元件的活性状态。单细胞ATAC-seq（scATAC-seq）一步将分辨率推进至单细胞水平，能够解析细胞类型特异性的调控程序，但通常依赖组织解离或细胞核分离，难以保留细胞在原始组织中的空间定位。这类技术虽有调控信息，却缺少空间维度。 随着空间组学技术的发展，空间ATAC-seq（Spatial Assay for Transposase-Accessible Chromatin using sequencing，Spatial ATAC-seq）将 原位染色质可及性检测与空间条形码编码相结合，使开放染色质信息能够在组织原位获得空间定位，从而突破传统 ATAC-seq有染色质信息、无空间信息的限制。该技术无需将组织完全解离，即可在保留组织形态和空间结构的基础上，对不同组织区域的开放染色质进行全基因组解析，从而建立染色质状态与组织空间位置之间的关联，为发育分化、肿瘤异质性、组织微环境及疾病进程研究提供新的空间表观基因组学视角。

云序生物推出空间ATAC-seq技术，搭载最新亚细胞级分辨率空间芯片，通过原位Tn5转座直接标记组织切片中的开放染色质，再以高密度空间条形码将染色质可及性信息锚定回组织原位，并同步获取空间转录组数据，构建"染色质—转录—细胞类型—组织结构"四维一体的空间调控图谱，为细胞级乃至亚细胞尺度的空间调控研究提供技术支撑。

该产品核心优势如下：

✅️原位全基因组调控元件检测：无需组织解离，Tn5在切片原位标记开放染色质，非靶向覆盖启动子、增强子及转录因子结合位点，既保留组织空间结构，也可发现未知的非编码调控元件；

✅️上游调控（空间ATAC）与下游表达（空间转录组）同步获取：开展空间ATAC-seq项目即同步产出空间转录组数据，二者空间对齐后可直接建立转录因子与调控程序的对应关系，从"哪里表达"追溯到"为何表达"；

✅️亚细胞级分辨率：高密度微球阵列实现亚细胞级空间定位，适配小鼠脑、胚胎、肿瘤等常规组织切片。

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技术原理

1. 组织切片与贴片

将 OCT 包埋的组织进行切片，平整贴附空间芯片上，以保留组织原始形态与微观空间结构。

2. 组织染色与成像

对切片进行 HE染色和荧光染色，并分别采集高分辨率图像，用于后续的给细胞分割、组织形态学参考及结果可视化。

3. 原位透化、Tn5转座与空间捕获

对组织进行透化以暴露染色质，加入 Tn5 转座酶对开放染色质区域进行切割并插入接头。随后，片段化DNA与芯片表面的空间条形码（Spatial Barcode）探针杂交并连接，赋予每个 DNA 片段唯一的空间位置坐标。

4. 文库构建与测序

将结合空间条形码的DNA片段从芯片上洗脱回收，进行末端修复、PCR 扩增与文库纯化，构建高通量测序文库并上机测序，获取染色质序列与空间坐标数据。

5. 生物信息学分析

利用空间条形码将测序数据映射回组织原位，完成数据质控和分析，构建高分辨率的空间表观遗传图谱。

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技术优势

1、分辨率优势：亚细胞级空间定位

搭载亚细胞级空间芯片，微球直径 2.5 μm，相邻微球中心距 3.5 μm，达到真正的亚细胞级空间分辨率，可将开放染色质信号精准定位到原位单细胞，避免多细胞信号混合导致的调控状态平均化，真实还原不同细胞群的表观异质性。

2、捕获效率优势：高密度捕获位点

在相同芯片面积内，捕获位点数量成倍提升，单个细胞可被多个微球同时覆盖捕获。针对 ATAC 数据本身稀疏度高的特点，有效提升 Tn5 转座片段的回收完整性与灵敏度，降低低丰度调控元件的漏检风险。

3、成像与分割优势："三片合一"精准细胞分割

芯片采用透明材质配合直射光源，形成高清无畸变原片；成像基于背板坐标系，实现图像无错校准。结合高清明场图像（组织形态）、荧光图像（细胞核/边界识别）与原片原位测序（空间坐标），实现精准细胞分割，将染色质开放信号准确归属至单个细胞，在单细胞层面解析细胞间的调控状态差异与空间相互作用关系。

4、多维联动：表观-转录双模态联合分析

项目同步获取空间ATAC-seq与空间RNA-seq数据，将上游的染色质开放状态与下游的基因表达量在同一空间坐标系下关联，可直接建立转录因子与调控程序的对应关系，构建"染色质—转录—细胞类型—组织结构"四维一体的空间调控图谱。

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