染色体由DNA与组蛋白共同组成,从染色体的一级结构(绳珠模型)到四级超螺旋折叠结构,DNA分子一共被压缩了8400倍左右,正是这些折叠和压缩,导致基因在细胞中的分布复杂而又有序。 基于基因组序列,调控元件和相关的注释的信息,科学家们发现,它们在空间结构上并不是在染色体上呈线性地一字依次排开,这些离散的调控元件并不能有效地解释很多基因的调控结果和机制。由此猜测其与基因组的三维空间结构相关。 为了能捕获全基因组范围的染色质相互作用,Job Dekker研究组又开发出了现在大家所熟知的Hi-C技术。其是基于将线性距离远、空间结构近的 DNA 片段进行交联,并将交联的 DNA 片段富集,接着进行高通量测序,对测序数据分析可以揭示染色质的远程相互作用,从而推导出基因组的三维空间结构和可能的基因之间的调控关系。 武汉金开瑞生物工程有限公司技术顾问、华中农业大学教授, 曹罡课题组与华中农业大学李国亮教授课题组在国际著名期刊Nature Genetic(IF=27.125)上联合发表题为“Digestion-ligation-only Hi-C is an efficient and cost-effective method for chromosome conformation capture”的研究论文。该论文主要介绍了一种新的染色体构象捕获技术(DLO Hi-C),此技术信噪比高,质量控制于早期,为解析基因组三维结构提供了一种新型、高效、经济的研究方法。 新的DLO Hi-C染色体构象捕获技术(digestion-ligation-only Hi-C,DLO Hi-C),设计了巧妙的酶切位点,采用同时酶切酶连的方式,将DNA接头连接在染色体内切酶切口末端上,然后进行邻近酶连,最后再用MmeI内切酶酶切消化,回收固定大小互作DNA片段。此方法具有以下特点:1. 双交联,两次连接和消化,其中第一次同时酶切酶连,收集测序固定片段;2. 无稀释液体交联,无生物素。 最终所呈现的图谱如图7所示。in situ DLO Hi-C和in situ Hi-C所呈现的矩阵清晰度相似,分辨率较高。 三种Hi-C 技术在读取A/B compartments数据时,无论原始数据量多大,所读取的数据相似,且2787个数据在三种技术中均被一致读取。 综上所述,DLO Hi-C技术可获取的有效的制作矩阵的数据、A/B compartments数据、TADs数据和Loops数据较优于其他Hi-C的衍生技术。 如此强大的Hi-C,到底该如何运用于生物科学研究中呢?欲知详情,且听下回分解! |