三維基因組（Hi-C）技術(shù)解析
信息來源：金開瑞 作者：genecreate 發(fā)布時(shí)間：2018-03-09 09:10:52
Hi-C (High-through chromosome conformation capture) 是以整個(gè)細(xì)胞核為研究對象，利用高通量測序技術(shù)，結(jié)合生物信息分析方法，研究全基因組范圍內(nèi)整個(gè)染色質(zhì)DNA在空間位置上的關(guān)系，獲得高分辨率的染色質(zhì)調(diào)控元件相互作用圖譜。Hi-C可以與RNA-Seq、ChIP-Seq等數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)合分析，從基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)和表觀遺傳網(wǎng)絡(luò)來闡述生物體性狀形成的相關(guān)機(jī)制。
圖1. 染色體三維結(jié)構(gòu)圖
一、技術(shù)優(yōu)勢
1、無需專門構(gòu)建群體，單個(gè)樣本實(shí)現(xiàn)輔助基因組組裝；
2、精確率高，人類基因組錨定染色體精確率為98%，排序和定；
3、周期短，性價(jià)比高。
二、技術(shù)流程
1、用甲醛對細(xì)胞進(jìn)行固定，使DNA與蛋白，蛋白與蛋白之間進(jìn)行交聯(lián)；
2、進(jìn)行酶切（如Hind III等限制性內(nèi)切酶），使交聯(lián)兩側(cè)產(chǎn)生粘性末端；
3、末端修復(fù)，引入生物素標(biāo)記，連接；
4、解交聯(lián)，使DNA和蛋白、蛋白和蛋白分開，提取DNA，打斷，捕獲帶有生物素標(biāo)記片段，進(jìn)行建庫；
5、測序。
圖2. Hi-C實(shí)驗(yàn)流程
三、生物信息學(xué)分析流程
四、輔助基因組組裝流程圖
五、應(yīng)用領(lǐng)域
1．染色體跨度的單倍型圖譜構(gòu)建
為疾病風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測提供思路
為腫瘤形成機(jī)制提供依據(jù)
為農(nóng)業(yè)動植物經(jīng)濟(jì)性狀連鎖標(biāo)記及基因組進(jìn)化奠定基礎(chǔ)
2．探索基因組的3D結(jié)構(gòu)
有助于了解基因組折疊對基因表達(dá)的影響
有助于了解基因組三維結(jié)構(gòu)對細(xì)胞發(fā)育，分化及細(xì)胞命運(yùn)的決定
3．開發(fā)調(diào)控基因的DNA元件
揭示基因組遠(yuǎn)程調(diào)控元件介導(dǎo)的分子網(wǎng)絡(luò)
通過分析調(diào)控元件空間互作熱點(diǎn)，開發(fā)潛在的藥物作用靶點(diǎn)
4．Hi-C輔助基因組組裝
輔助動植物基因組組裝
宏基因組組裝及菌群精確分類
六 、送樣要求
1、細(xì)胞交聯(lián)
2.5×106細(xì)胞量滿足一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)Hi-C文庫，建議培養(yǎng)5×107至1×108，保證實(shí)驗(yàn)可重復(fù)性
2、組織DNA
提供組織DNA量為15-20ug
3、運(yùn)輸方式
足量干冰運(yùn)輸
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