目前,對(duì)基因表達(dá)調(diào)控的研究主要是以基因及其調(diào)控元件的線性關(guān)系為基礎(chǔ),然而,基因不僅僅以簡(jiǎn)單的線性形式存在,越來(lái)越多的證據(jù)表明染色質(zhì)空間互作在基因表達(dá)調(diào)節(jié)方面也起重要作用,即基因的表達(dá)調(diào)控存在三維空間網(wǎng)絡(luò),基因表達(dá)可被遠(yuǎn)程調(diào)控元件所調(diào)控。染色質(zhì)的空間結(jié)構(gòu),也即染色質(zhì)的三維高級(jí)結(jié)構(gòu)與功能,是表觀遺傳學(xué)的一個(gè)新興的重要研究領(lǐng)域。
Hi-C(High-throughput chromosome conformation capture)是染色質(zhì)構(gòu)象捕獲結(jié)合高通量測(cè)序衍生的一種技術(shù),實(shí)現(xiàn)了全基因組范圍內(nèi)的染色體片段間相互作用的捕獲。Hi-C互作主要是將空間結(jié)構(gòu)鄰近的DNA片段進(jìn)行交聯(lián),并富集交聯(lián)的DNA片段,然后進(jìn)行高通量測(cè)序,對(duì)測(cè)序數(shù)據(jù)進(jìn)行分析即可揭示染色體片段間的交互作用,闡述染色體三維構(gòu)象,廣泛應(yīng)用于腫瘤/疾病發(fā)生發(fā)展機(jī)制、分化發(fā)育機(jī)制、畸變機(jī)制等研究。
A compartments:常染色質(zhì),松散染色質(zhì)狀態(tài)、高基因密度、轉(zhuǎn)錄活躍區(qū)域,富集轉(zhuǎn)錄活性相關(guān)的表觀遺傳標(biāo)記(例如H3K4me3)。
B compartments:異染色質(zhì),壓縮染色質(zhì)狀態(tài)、低基因密度區(qū)域、轉(zhuǎn)錄抑制區(qū)域,富集無(wú)轉(zhuǎn)錄活性的表觀遺傳標(biāo)記(例如H3K27me3)。
TAD是一段具有折疊結(jié)構(gòu)的DNA序列,其內(nèi)部的互作頻率顯著高于毗鄰區(qū)域之間。TAD邊界有明顯的界限,內(nèi)部是一個(gè)獨(dú)立的調(diào)控單元,內(nèi)部的基因存在協(xié)同表達(dá)特征。
loop是指通過(guò)CTCF等蛋白質(zhì)介導(dǎo)形成的遠(yuǎn)距離互作DNA片段而錨定形成環(huán)狀結(jié)構(gòu),loop錨定位點(diǎn)中常富含啟動(dòng)子、增強(qiáng)子、沉默子等調(diào)控元件。
生物體不同發(fā)育時(shí)期, 以及不同的細(xì)胞類(lèi)型中, 染色質(zhì)的三維空間結(jié)構(gòu)是動(dòng)態(tài)變化的,如A/B compartment轉(zhuǎn)換,TAD邊界變化,loop消失或新形成,這種三維構(gòu)象的變化與基因表達(dá)調(diào)控密切相關(guān)。
主要看是否關(guān)注loop水平分析(增強(qiáng)子-啟動(dòng)子互作等),關(guān)注loop水平,百邁客推薦150X即450G數(shù)據(jù)量,達(dá)到10kb以下分辨率,同時(shí)分析A/B compartment、TAD和loop;若不關(guān)注loop水平,只關(guān)注compartment和TAD,則可以做50X(150G數(shù)據(jù)量)。當(dāng)然,如果關(guān)注更高分辨率,如5kb則需要900Gb數(shù)據(jù)量(300X),分辨率越高,所需要數(shù)據(jù)量越大。
Hi-C互作主要解析的是染色質(zhì)三維構(gòu)象對(duì)于基因表達(dá)及表型性狀等調(diào)控機(jī)制,建議至少設(shè)置2個(gè)生物學(xué)重復(fù)。對(duì)于細(xì)胞系樣本,可以考慮每組3個(gè)生物學(xué)重復(fù),每個(gè)重復(fù)50X即150Gb數(shù)據(jù)量,合并各組3個(gè)生物學(xué)樣本進(jìn)行分析,更經(jīng)濟(jì)實(shí)惠;對(duì)于臨床樣本則不建議這種方案。
Hi-C數(shù)據(jù)分辨率的大?。碽in的大?。┯删唧w的生物學(xué)問(wèn)題來(lái)確定,研究不同的問(wèn)題要采用不同的分辨率; 計(jì)算分辨率的方法:分別按照不同大小的bin對(duì)每個(gè)bin之間的交互read數(shù)目從高到低排列,當(dāng)排列完80%的bin時(shí),該bin仍覆蓋有超過(guò)1,000條Read,滿(mǎn)足此條件的最小的bin的大小即為Hi-C文庫(kù)的分辨率。 從compartment到TAD到loop所需要的分辨率遞增。
建議和其他組學(xué)聯(lián)合開(kāi)展,一般最少和RNA-seq聯(lián)合,其他如甲基化測(cè)序、研究轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合以及組蛋白修飾的chip-seq、可以確實(shí)增強(qiáng)子啟動(dòng)子peak的染色質(zhì)可及性測(cè)序ATAC-seq以及檢測(cè)突變的全基因組重測(cè)序等,都可以聯(lián)合開(kāi)展,從各個(gè)層面說(shuō)明染色質(zhì)構(gòu)象改變的結(jié)果或原因,豐富充實(shí)文章內(nèi)容。當(dāng)然,如果您已經(jīng)有其他組學(xué)數(shù)據(jù),也可以提供給我們進(jìn)行聯(lián)合分析。
答: 1)Hi-C標(biāo)準(zhǔn)建庫(kù)流程已完成近300個(gè)物種,近千個(gè)文庫(kù)構(gòu)建;
2)保持近100%的建庫(kù)成功率,文庫(kù)含酶切位點(diǎn)有效數(shù)據(jù)比例最高達(dá)93%以上,平均比例高達(dá)68%;
3)實(shí)驗(yàn)+生物信息分析核心技術(shù)保障;
4)多篇成功案例。
樣品類(lèi)型 | 送樣量 | 取樣建議 |
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組織 | ≧1g | 新鮮組織簡(jiǎn)單梯度凍存或液氮速凍,-80℃長(zhǎng)期保存,干冰運(yùn)輸。 |
全血 | ≧2mL | 血液置于含 EDTA 或檸檬酸鈉抗凝管中,室溫平衡后立即低溫送樣。 |
細(xì)胞 | ≧10^6 個(gè) | 進(jìn)行甲醛交聯(lián)固定后,細(xì)胞或細(xì)胞核液氮速凍,-80℃長(zhǎng)期保存,干冰運(yùn)輸。 |