基因表达与组学测序在生物体生命活动的复杂性中起着重要作用，这一过程受到基因表达的有序调控。基因表达指的是基因信息被转录并翻译成蛋白质或其他功能性RNA分子的过程，这一流程是遗传信息传递的核心，同时也是生命活动的基础。在表观遗传学领域，“基因是否表达”是一个关键概念。如果基因被转录为mRNA并进一步翻译成蛋白质，则该基因处于激活状态；反之，如果未被翻译，基因则处于关闭状态。而基因的表达状态取决于DNA上的基因序列是否能够被复制和转录，这又受到DNA双链结构的开放程度和其他多种因素的影响。

组学技术能够高通量地获取特定样品在不同时间和空间下的相关数据，不同的组学可以揭示不同层面的信息，如可能的表达状态、实际的表达过程以及最终的表达结果等。单一组学技术通常只能提供某一层面的信息，往往仅能揭示复杂调控机制的一部分。因此，采用多组学联合分析的方法显得尤为重要。通过多组学技术，可以阐明分子调控与表型之间的关联机制，系统性地解析生物分子的功能与调控机制。此外，多组学数据之间的相互验证可以减少单一组学分析所带来的假阳性，提高研究的可信度，从而获取更全面、更准确的转录调控信息。

目前，这种多组学研究思路已广泛应用于各类课题研究中。在此，我们将从DNA层面探讨常用的表观多组学联合分析组合及其在高水平研究中的应用。

首先，ATAC-seq技术可以全基因组范围内分析染色质的开放性，开放程度与转录活动相关。通过Motif分析，可以筛选出与生物过程调控相关的关键转录因子，定位到基因启动子、增强子及其他调控元件，同时识别转录因子的结合位点，揭示基因转录调控机制。

接下来，采用ChIP-seq/CUT&Tag技术对ATAC-seq的验证结果进行进一步分析，可以确认ATAC-seq所预测的翻转因子结合区域的准确性。开放的染色质区域是转录因子结合的前提，因此ATAC-seq的信号峰通常与TF ChIP-seq的信号峰存在重叠，而ATAC-seq的信号峰通常较宽。此外，将ATAC-seq与组蛋白修饰标记的ChIP-seq结合使用，可以发现活跃染色质标记与ATAC-seq信号呈正相关，而与非活跃染色质标记则呈负相关。

如果样本处理方式存在差异，建议与mRNA-seq联用。ATAC-seq可以识别不同处理方法下染色质开放区域的差异及其相关基因，而mRNA-seq则可以测定不同处理下的差异表达基因。为筛选可能受染色质可及性影响的差异表达基因，可将ATAC差异peak关联的基因与mRNA差异表达基因交集分析。通过GO功能富集和KEGG通路分析，可以了解这些基因的生物学功能及参与的主要代谢途径和信号转导途径。联合ATAC-seq也可以帮助构建转录因子与靶基因的调控网络，筛选出关键的转录因子-靶基因模块。

再者，WGBS研究DNA碱基位点的修饰情况，甲基化程度的不同会影响基因表达的变化，这与ATAC-seq、ChIP-seq/CUT&Tag及mRNA-seq密切相关。例如，在染色质不可及状态下，通常表现为高甲基化，而转录时则通常为低甲基化，且正向调控的组蛋白修饰主要分布在染色质可及状态。

最后，Hi-Chi-C技术用于研究染色质的三维结构，包括染色质环、拓扑关联域和A/B区域的划分，这些结构对基因的表达和调控具有重要影响。在癌症研究中，结合Hi-C、ATAC-seq和ChIP-seq可以揭示肿瘤发展过程中染色质结构与基因表达的变化，识别关键的致癌基因及其调控机制。

总之，通过鸿运国际的多组学分析方法能够深入探讨基因表达的调控机制，为生物医学研究提供更为全面的理解。这一思路正日益在各类生物医学课题研究中得到广泛应用，从而推动了相关研究的发展。