染色质免疫共沉淀技术的原理是在活细胞状态下固定蛋白质－DNA复合物，并将其随机切断为一定长度范围内的染色质小片段，然后通过免疫学方法沉淀此复合体，特异性地富集目的蛋白结合的DNA片段，通过对目的片断的纯化与检测，从而获得蛋白质与DNA相互作用的信息。

真核生物的基因组DNA以染色质的形式存在。因此，研究蛋白质与DNA在染色质环境下的相互作用是阐明真核生物基因表达机制的基本途径。染色质免疫沉淀技术（chromatin immunoprecipitation assay, ChIP）是目前研究体内DNA与蛋白质相互作用的方法。它的基本原理是在活细胞状态下固定蛋白质－DNA复合物，并将其随机切断为一定长度范围内的染色质小片段，然后通过免疫学方法沉淀此复合体，特异性地富集目的蛋白结合的DNA片段，通过对目的片断的纯化与检测，从而获得蛋白质与DNA相互作用的信息。ChIP不仅可以检测体内反式因子与DNA的动态作用，还可以用来研究组蛋白的各种共价修饰与基因表达的关系。而且，ChIP与其他方法的结合，扩大了其应用范围：ChIP与基因芯片相结合建立的ChIP-on-chip方法已广泛用于特定反式因子靶基因的高通量筛选；ChIP与体内足迹法相结合，用于寻找反式因子的体内结合位点；RNA-ChIP用于研究RNA在基因表达调控中的作用。由此可见，随着ChIP的进一步完善，它必将会在基因表达调控研究中发挥越来越重要的作用。

染色体免疫共沉淀是基于体内分析发展起来的方法，也称结合位点分析法，在过去十年已经成为表观遗传信息研究的主要方法。这项技术帮助研究者判断在细胞核中基因组的某一特定位置会出现何种组蛋白修饰。ChIP不仅可以检测体内反式因子与DNA的动态作用，还可以用来研究组蛋白的各种共价修饰与基因表达的关系。近年来，这种技术得到不断的发展和完善。采用结合微阵列技术在染色体基因表达调控区域检查染色体活性，是深入分析癌症、心血管疾病以及中枢神经系统紊乱等疾病的主要通路的一种非常有效的工具。

检测目标基因活性

在保持组蛋白和DNA联合的同时，染色质被切成很小的片断，通过运用对应于一个特定组蛋白标记的生物抗体，将目标片段（组蛋白发生特异标记的片段）沉淀下来。ChIP是利用抗原和抗体的特异性结合以及细菌蛋白质的“protein A”特异性地结合到免疫球蛋白的Fc片段的现象合用开发出来的方法（免疫磁珠结合proteinA，proteinA结合抗体Fc段，抗体结合抗原即发生特异标记的组蛋白，这里要注意组蛋白是和DNA结合的，这样就把目标组蛋白和DNA的复合体沉淀下来了）。再将组蛋白与DNA分离，用获得的DNA去做PCR分析和序列测定等检测技术，从而进一步检测哪些基因的组蛋白发生了修饰。

检测已知蛋白的靶基因

在生理状态下把细胞内的蛋白质和DNA交联在一起，超声波将其打碎为一定长度范围内的染色质小片段，然后通过所要研究的目的蛋白质特异性抗体沉淀此复合体，特异性地富集目的蛋白结合的DNA片段，通过对目的片断的纯化与检测，从而明确蛋白与哪些基因相互作用。

一般流程：

甲醛处理细胞→收集细胞，超声破碎→加入目的蛋白的抗体，与靶蛋白-DNA复合物相互结合→加入ProteinA，结合抗体-靶蛋白-DNA复合物，并沉淀→对沉淀下来的复合物进行清洗，除去一些非特异性结合→洗脱，得到富集的靶蛋白-DNA复合物→解交联，纯化富集的DNA-片断→PCR分析。

具体操作流程：

第一天:

一、细胞的甲醛交联与超声破碎。

1.取出细胞，加入甲醛，使得甲醛的终浓度为1%。

2.37摄氏度孵育10min。

3.终止交联。

4.吸尽培养基，用冰冷的PBS清洗细胞2次。

5.细胞刮刀收集细胞于15ml离心管中。预冷后离心收集细胞。

6.倒去上清。

7.超声破碎。

二、除杂及抗体哺育

8.超声破碎结束后，离心去除不溶物质。

9.在100μl的超声破碎产物中，加入900μl ChIP Dilution Bufer 和20μl × PIC。再各加入60μl ProteinA Agarose/Salmon Sperm DNA。4°C颠转混匀1h。

10.1h后，在4摄氏度静置10min沉淀，700rpm离心1min。

11.取上清。各留取20μl做为input。一管中加入1μl抗体，另一管中则不加抗体。4°C颠转过夜。

三、检验超声破碎的效果

取100μl超声破碎后产物，加入4μl 5M NaCl，65°C处理2h解交联。分出一半用酚/氯仿抽提。

电泳检测超声效果。

第二天:

免疫复合物的沉淀及清洗

12.孵育过夜后，每管中加入60μl ProteinA Agarose/Salmon Sperm DNA。4°C颠转2h。

13.4°C静置10min后，离心除去上清。

14.清洗沉淀复合物。清洗的步骤:加入溶液，在4°C颠转10min，4°C静置10min沉淀，700rpm离心1min，

除去上清。

15.清洗完毕后，开始洗脱。

16.解交联:每管中加入20μl 5M NaCl（NaCl终浓度为0.2M）。混匀，65°C解交联过夜。

第三天:

一、DNA样品的回收

17.解交联结束后，每管加入1μl RNAaseA(MBI) ，37°C孵育1h。

18.每管加入10μl 0.5M EDTA，20μl 1M Tris.HCl（pH6.5），2μl 10mg/ml蛋白酶K。45°C处理2h。

19.DNA片段的回收-omega胶回收试剂盒。最终的样品溶于100μl ddH2O。

二、PCR分析

ChIP-Seq的原理是：首先通过染色质免疫共沉淀技术（ChIP）特异性地富集目的蛋白结合的DNA片段，并对其进行纯化与文库构建；然后对富集得到的DNA片段进行高通量测序。研究人员通过将获得的数百万条序列标签精确定位到基因组上，从而获得全基因组范围内与组蛋白、转录因子等相互作用的DNA区段信息。

染色质免疫共沉淀-芯片（ChIP-chip）

实际上现在染色质免疫共沉淀通常都和芯片技术结合使用，实现高通量的筛选，在DNA与蛋白质分离后，以所获得DNA片段为探针通过芯片去筛选靶基因。

ChIP与基因芯片相结合建立的ChIP-chip方法已广泛用于特定反式因子靶基因的高通量筛选。它与DNA芯片和分子克隆技术相结合，可用于高通量的筛选已知蛋白质分析的未知DNA靶点和研究反式作用因子在整个基因组上的分布情况。染色质免疫共沉淀技术与芯片技术相结合更有助于科学家发明疾病的有效治疗方法。调控蛋白与基因组DNA结合能够控制DNA复制和基因表达，作为细胞调节网络中的开关，结合位点分析信息与基因表达数据相结合，将能有助于分析寻找生物标志物（biomarker）。转录因子通过与核酸直接的相互作用等方式在细胞内发挥着重要的转录调控作用。它们通常序列特异性地结合在基因转录起始位点上游的启动子区来调节该基因的转录。而ASB的启动子芯片技术则是用于检测单个转录因子在细胞中的某一时刻与20,000个基因启动子相互作用的情况。通过染色质免疫共沉淀（ChIP）技术和启动子芯片的有机结合，可以确定任何一个特定转录因子的靶基因群。

ChIP-chip技术对于大规模挖掘顺式调控信息成绩卓著，同时它可以用于胚胎干细胞和一些疾病如癌症、心血管疾病和中枢神经紊乱的发生的机制。研究人员还可以利用这项技术开发一些治疗方法。目前ChIP-chip技术研究主要集中于两个领域：即转录因子的结合和条件特异性；组蛋白的修饰，组蛋白修饰蛋白和染色体重建。ChIP-chip 在描述转录因子结合动力学中的研究、染色体结构组分的分布、在组蛋白的修饰、组蛋白修饰蛋白和染色体重建中的应用也十分广泛。ChIP-chip 技术的优点是，可以在体内进行反应；在给定的检验细胞环境的模式下得到DNA相互关系的简单影像；使用特异性修正抗体鉴定与包含有一个特异性后转录修正的蛋白质的相关位点；直接或者间接（通过蛋白质与蛋白质的相互作用）的鉴别基因组与蛋白质的相关位点。缺点是：需要一个特异性蛋白质抗体，有时难于获得；为了获得高丰度的结合片段，必须实验演示胞内条件下靶标蛋白质的表达情况；调控蛋白质的基因的获取可能需要限制于组织来源中。总之，ChIP-chip 技术的发展为分析活细胞或组织中DNA与蛋白质的相互关系提供了一个极为有力的工具。在未来的研究中，将对芯片的构建进行改进，提高其实用性。使用易于获得的抗体，增加这种方法的可用性。

该技术主要应用于：组蛋白的修饰研究；染色质表观遗传修饰研究；转录调控分析；药物开发研究；有丝分裂研究；DNA损伤与凋亡分析等。