早期，人們就發現在細胞的生命活動中，DNA複製、mRNA轉錄與修飾以及病毒的感染等，都涉及基因-蛋白質相互作用，很生理學家都探討了這種現象的發生過程。
近年來，隨著研究的深入，很多醫學研究者已經將目光投向了基因-蛋白相互作用，期望在此水平上，另闢蹊徑，深入分析癌症、心血管疾病、中央神經系統紊亂等疾病的主要代謝通路和發生機制。
染色質免疫共沉澱（ChIP）作為目前為止唯一的研究體內DNA與蛋白質相互作用的實驗方法，深得人心。很多人都希望接觸和掌握此實驗技術，希望從組蛋白修飾、轉錄調控、凋亡等角度深入研究病變機制，進而開發相應的藥物。
總之，ChIP是一個有效且重要的實驗技術。下面就來聊聊它。
【正文】
能夠與DNA結合的蛋白有多種，主要分為組蛋白和非組蛋白。
一方面，染色體是由組蛋白和DNA構成的，組蛋白作為染色體的結構蛋白，可以與DNA形成核小體，組蛋白與DNA的結合關係是固定存在的，因此組蛋白的修飾作用成為研究的關鍵。NaCl可解除組蛋白和DNA的交聯關係。
（核小體結構圖）
另一方面，非組蛋白多是參與DNA複製、mRNA轉錄過程的一些功能蛋白，包括解鏈酶、切割酶、轉錄激活蛋白等等，它們與DNA、mRNA的結合關係是瞬時的，發揮完作用可能就及時脫離開了。
ChIP實驗原理：在活細胞狀態下，通過甲醛固定DNA-蛋白質複合物後，採用微球菌核酸酶（Micrococcal Nucleas）（註：早期使用的超聲已經被淘汰了，不推薦使用）隨機切斷DNA，形成一個個一定長度範圍內的染色質小片段，隨後通過抗原-抗體特異性結合反應富集、沉澱這些小片段，然後通過對NaC、蛋白酶K解除蛋白質和DNA的交聯，分離蛋白，純化DNA，最後採用PCR檢測DNA的序列信息，獲取更多信息。
從上面的原理就可以看出，ChIP實驗步驟大致可分5步：
（2）細胞裂解，採用微球菌核酸酶消化形成染色質小片段；
（3）抗原-抗體反應，促進免疫沉澱反應；
（4）NaCl、蛋白酶 K 處理，解除DNA-蛋白交聯；
（5）DNA 純化回收；
（6）採用1.8%瓊脂糖凝膠電泳、RT-PCR對DNA作進一步分析。
因各試劑商提供的ChIP試劑盒操作參差不齊，因此實驗的具體步驟不再展開，大家只需要按照手頭上的試劑盒操作說明嚴格操作即可，但是核心步驟基本符合。接下來的內容主要是注意事項。
注意事項
想要做好ChIP實驗，必須要控制好6個方面，包括培養基內活細胞數量、交聯時間長短、消化後的片段大小、抗體的種類和特異性、常規實驗操作技術等多種因素影響 。想要控制這些過程，最核心的就是全面設置對照組。下面逐個做說明。
1. 活細胞數量
活細胞計數後，如果最終用於ChIP實驗的細胞數量太高，將直接導致甲醛交聯時間增加，間接導致細胞數量/微球菌核酸酶比例增大，這些均可造成裂解的DNA小片段過長（超過1000bp），實驗處理過程中極易丟失這些片段，最終也會造成PCR檢測困難或失敗。
最佳的DNA片段長度是150bp-300bp。相反，如果過細胞數量太少，則導致細胞數量/微球菌核酸酶比例減小，最終得到的DNA片段極可能小於100bp。
總之，你所研究的DNA-蛋白豐度直接決定了ChIP實驗所需的細胞數量，沒有固定的數量標準，這些都需要預實驗充分摸索。
2. 甲醛交聯時間
1%終濃度的甲醛交聯時間推薦5-60分鐘。時間過久，會造成裂解的DNA小片段過長（超過1000bp）。時間太短，會導致交聯不完全，實驗過程中導致一部分的DNA-蛋白質複合物分離，最終分析的結果必然是不準確的。
3. 設置對照組
ChIP實驗內對照：染色質斷裂後，須按一定比例留取部分染色質溶液，此Input DNA（斷裂後的基因組DNA）作為ChIP實驗的內對照。內對照不僅可以驗證染色質斷裂的效果。如果按照取樣比例換算，還可以根據Input DNA中靶序列的含量和染色質沉澱中的靶序列含量，推算ChIP實驗效率，所以Input內對照是必須要設置的。
陽性抗體對照：目的抗體沉澱DNA-蛋白複合物時，必須需設置陽性抗體對照組。陽性抗體通常選擇與已知序列相結合的、各物種之間比較保守的蛋白抗體，常用組蛋白抗體。
抗體陰性對照：目的抗體沉澱蛋白DNA複合物時，必須需設置陰性抗體對照組。陰性對照所使用的抗體可以選擇目的蛋白抗體宿主的血清蛋白。
4. 目標蛋白抗體
ChIP實驗中與一般的抗原-抗體免疫反應實驗不太一樣。ChIP實驗中，染色質沉澱步驟時，蛋白和DNA處在交聯狀態，目標蛋白的結合位點形成空間阻礙，導致抗體無法與目標蛋白結合形成複合物。
因此，能力夠做western blot、蛋白質免疫共沉澱實驗的抗體不一定能夠做ChIP實驗，一定一定要使用已經過ChIP驗證的抗體，否則實驗必然失敗。此外，抗體的濃度、孵育時間、孵育溫度需要根據目標蛋白的豐度決定。目標蛋白豐度較低時，可能需要調整活細胞數量、過夜4℃孵育等。
5. 常規實驗操作
ChIP實驗過程較長，過程繁瑣，需要反覆的洗柱、離心、吸液、換管、孵育、震蕩。操作說起來很簡單，但是每一步都需要小心操作，非常考驗基本功，希望大家多多注意。
6. 實驗結果分析
對於Input DNA組，採用1.8%瓊脂糖凝膠電泳，結果應該是片段集中於150bp到350bp之間，這樣長度的DNA片段才是符合要求的。如下：
進一步，內對照組、陰性抗體對照組、陽性抗體對照組的純化DNA先採用PCR擴增，隨後通過1.8%瓊脂糖凝膠電泳，得到的結果應該是這樣的：空白對照組無條帶、陰性抗體對照組條帶若或無、內對照組強條帶、陽性對照組看到強條帶。只有這樣的結果才是成功的。後續才能進行RT-PCR實驗。
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