染色质由DNA、蛋白质和RNA组成，受细胞内外信号的影响，控制着基因表达、DNA复制和修复。这种影响过程包括转录因子与相关启动子的结合，启动子区域组蛋白的修饰是动态的、瞬时变化的，这就需要一种能迅速固定此过程、检测这种变化的技术。染色质免疫沉淀技术（chromatin immunoprecipitation，ChIP）是一个理想的在体内研究蛋白质（包括转录因子和组蛋白）与特定区域的DNA相互作用的技术。根据在此过程中是否需要对蛋白质-DNA进行交联，可以将ChIP分为X-ChIP和N-ChIP两类，其中X（crosslinking）表示“交联”，N（native）表示“自然状态”。X-ChIP主要适用于结合力较弱的蛋白质-DNA相互作用的研究，它的基本原理（图4-6）是在活细胞状态下使用甲醛固定DNA-蛋白质复合物，使DNA与结合蛋白紧密交联；然后用超声破碎法将染色质剪切为一定范围内的染色质小片段；接着使用目的蛋白特异性抗体，通过免疫学方法沉淀此复合物，富集与目的蛋白结合的DNA片段；再经过蛋白质与DNA逆转交联后，纯化目的片段并鉴定，从而获得蛋白质与DNA相互作用的信息。而N-ChIP主要适用于与DNA之间作用力较强的蛋白如组蛋白的研究，不需要使用甲醛固定交联，而是采用一种微球菌核酸酶（micrococcal nuclease，MNase）对染色质进行消化，让DNA与结合蛋白之间保持一种自然状态。

使用ChIP技术得到的DNA有多种分析方法。如果目的蛋白DNA序列已知或者怀疑某个序列，一般采用Real-time PCR分析；如果目的蛋白靶序列未知，可以使用ChIP技术及其他方法，如芯片（Chip，microarray）或测序（sequencing）相结合的ChIP-chip和ChIP-seq技术，从全基因组水平进行分析。相对于基于芯片的ChIP-chip，ChIP-seq提供了一种高分辨率、广覆盖率、低噪声的研究蛋白质-DNA相互作用的手段，同时需要较少的免疫沉淀DNA和样本量，应用到任何基因组序列已知的物种，可以研究任何一种DNA相关蛋白与其靶定DNA之间的相互作用，并能确切得到每一个片段的序列信息。随着测序成本的降低，ChIP-seq逐步成为研究基因调控和表观遗传机制的一种常用手段，其基本原理是：首先通过染色质免疫共沉淀技术特异性地富集大量目的蛋白结合的DNA片段，然后以这些DNA片段为原料，构建DNA测序文库，进行高通量测序，最后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或者转录因子等DNA结合蛋白相互作用的DNA区段信息。目前ChIP-seq主要应用于两个方面，一方面研究DNA-蛋白质的相互作用，鉴定DNA序列上转录因子或者染色质结合蛋白的作用位点，如启动子、增强子等各种顺式作用元件的识别；另一方面主要是应用在表观遗传学领域，包括研究组蛋白修饰、核小体定位和DNA甲基化等。除此之外，ChIP技术还可以用于研究RNA和蛋白质的相互作用，具体方法与DNA的染色质免疫沉淀技术类似，只不过在逆转交联以后要纯化RNA，并经过反转录以便进一步分析。

本节我们重点阐述标准的X-ChIP操作技术，关于N-ChIP技术在组蛋白乙酰化检测技术一节有详细描述。