真核生物中，DNA缠绕在组蛋白八聚体上形成染色质的基本结构单位——核小体，进而高度折叠形成染色质，最终被包装入细胞核中。高度折叠的染色质结构对其包装进细胞核是必要的，然而DNA的复制和转录等过程都需要打开染色质的紧密结构。染色质开放性可以反映出染色质转录活跃程度及结合的其他DNA修饰信息，特定条件下的染色质开放性变化可以提供大量的基因表达调控信息，为蛋白结合新位点的研究提供了方向。
文献案例
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：成人心脏是一个低再生潜能的器官。急性心肌梗死后的心力衰竭是心肌细胞不能增殖和补充丢失的心肌而导致的主要死亡原因。虽然斑马鱼已经成为研究内源性心脏再生的有力模型，但心肌细胞通过分解肌节、增殖和重新填充受损区域来应对损伤的分子机制尚不清楚，对其染色质景观和表观遗传障碍的调节还不了解，而必须克服这些障碍才能使心脏再生发生。
研究方法：作者利用ATAC-Seq首次发现在冷冻损伤后，再生心肌细胞染色质可及性格局发生了广泛的变化。通过生物信息学和基因表达分析，发现AP-1结合位点是心脏再生过程中获得可及性区域中含量最高的基序，并使用特异性显性负性方法，发现阻断 AP-1 功能导致了心肌细胞增殖缺陷，以及fbxl22 和ilk位点染色质可及性的降低，并利用RT-qPCR及TF足迹等实验及分析证实这两个靶基因分别调节肌节的分解和心肌细胞向损伤区域的突起。此外，研究还通过进一步实验证明过表达AP-1家族成员Junb和Fosl1可以促进哺乳动物心肌细胞体外行为的改变。
研究结果：
1. 心肌细胞染色质可及性景观在再生过程中发生重大变化
利用ATAC-seq技术对再生心肌Tg（gata4：EGFP+CMs）及未损伤细胞Tg(myl7：nucDsRed)进行分析，对鉴定出的差异上、下调peak相关基因进行GO分析发现：上调peak相关基因在调节生物过程中富集，如细胞迁移、调节细胞对刺激的反应和细胞骨架组织；下调peak相关基因则在肌原纤维组装等生物过程中富集。再生心肌细胞染色质可及性更高的基因区域的KEGG分析揭示了参与PDGF、Wnt和整合素信号通路的基因富集。因此作者认为染色质可及性变化很可能是激活多个基因和信号通路的先决条件，而其中一些先前已被证明与斑马鱼心脏再生有关。
为了确定可能招募染色质重塑酶以控制CM中染色质景观的转录因子，作者对上调的peak区域进行了转录因子基序分析，并结合分析之前已发表的斑马鱼在冷冻损伤后多个时间点的RNA-Seq心室的数据及RT-qPCR结果，发现多个jun / fos基因（AP-1 转录因子家族）响应成人心脏的CMs冷冻损伤而上调。通过TF足迹对比分析小鼠ATAC-Seq数据发现：在斑马鱼CMs中表达的AP-1家族成员（junba / bb和 fosl1a）在心肌梗塞后的小鼠边界区CM 中没有高度表达或上调。
2.AP-1对于斑马鱼心脏再生是必需的
由于在CMs再生过程中有多个jun/fos基因的表达，作者利用显性负转基因系，以组织特异性的方式抑制所有AP-1转录因子的功能（研究表明显性阴性基因A- Fos在多种情况下都能抑制AP-1转录因子的功能），并结合免疫染色及PCNA/Mef2联合免疫染色方式的结果，最终认为：AP-1转录因子功能对于CM的去分化和增殖以及随后的瘢痕消退是必需的，在CM再生中起关键作用并调控CM的关键过程，包括肌节解体和CM突入损伤区域。
为了鉴定导致CM:A-Fos(+)心脏不能再生的靶基因，作者进行了再次的ATAC-Seq分析，结合转基因品系样本和RT-qPCR 结果，认为：AP-1转录因子可促进未受损CMs中染色质可及性的变化，与再生CMs相似。
3.推测AP-1靶基因fbx122可促进心肌细胞肌节的解体
通过对数据的分析，作者鉴定出AP-1的可能靶基因fbxl22，并通过RT-qPCR证实了其表达上调；TF footprint IGV可视化发现：相较于CM：A-Fos(-)CMs，CM:A-Fos (+) CMs中保护DNA不被转座酶切割的保护作用减弱，与AP-1结合的丧失有关。结合实验验证，发现fbxl22是AP-1转录因子的靶点，进一步实验研究表明fbx122在斑马鱼CMs 中的过度表达可以促进肌节蛋白降解。
4.推测AP-1靶基因ilk可促进心肌细胞向损伤区突起
作者在数据分析假定的AP-1靶基因，整合素连接激酶(ilk) ，并通过RT-qPCR及TF 足迹分析证实ilk是AP-1靶基因，可促进心肌细胞向损伤区域突起，并通过进一步实验验证AP-1转录因子可以调节哺乳动物的心肌细胞行为。
5.JUNB和FOSL1可以调节哺乳动物心肌细胞(CM)的行为
为了确定AP-1转录因子是否也能调节哺乳动物CM行为，作者利用GFP、Junb、Fosl1、Junb+Fosl1 mRNA分别转染原代大鼠新生儿心肌细胞培养物，结合RT-QPCR、免疫印迹和免疫染色及验证实验，发现在哺乳动物CMs中，心肌梗塞后通常不上调或高表达的AP-1家族基因Junb+Fosl1的过表达导致了CMs行为的改变，这与斑马鱼CMs再生过程中发生的行为变化相似（包括CM增殖和CM突出）。
结论：AP-1 转录因子通过调节染色质可及性改变，从而激活促进心肌细胞去分化、增殖和突入损伤区域的基因表达程序，在心肌细胞损伤反应中发挥重要作用。
