醫(yī)學(xué)Hi-C互作測序

產(chǎn)品介紹

目前，對基因表達(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，基因不僅僅以簡單的線性形式存在，越來越多的證據(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)的三維高級結(jié)構(gòu)與功能，是表觀遺傳學(xué)的一個新興的重要研究領(lǐng)域。

Hi-C（High-throughput chromosome conformation capture）是染色質(zhì)構(gòu)象捕獲結(jié)合高通量測序衍生的一種技術(shù)，實現(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)行高通量測序，對測序數(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)展機制、分化發(fā)育機制、畸變機制等研究。

技術(shù)路線

A/B compartments

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，富集無轉(zhuǎn)錄活性的表觀遺傳標(biāo)記（例如H3K27me3）。

拓?fù)湎嚓P(guān)結(jié)構(gòu)域（TAD）

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)部是一個獨立的調(diào)控單元，內(nèi)部的基因存在協(xié)同表達(dá)特征。

染色質(zhì)環(huán)（loop）

loop是指通過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錨定位點中常富含啟動子、增強子、沉默子等調(diào)控元件。

生物體不同發(fā)育時期, 以及不同的細(xì)胞類型中, 染色質(zhì)的三維空間結(jié)構(gòu)是動態(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)。

應(yīng)用方向

Hi-C多組學(xué)研究

結(jié)果展示

?結(jié)果展示

A/B compartment及轉(zhuǎn)換分析

TAD及差異分析

TAD全基因組分布圖

差異TAD邊界DI值聚類圖

差異TAD邊界關(guān)聯(lián)的差異表達(dá)基因聚類圖

Loop及差異分析

Loop可視化熱圖

全基因組loop分布圖

Loop anchor 位點分析

差異Loop聚類熱圖

差異Loop相關(guān)DEG KEGG通路分析

常見問題

?常見問題

Hi-C互作測序應(yīng)該做多少數(shù)據(jù)量？

主要看是否關(guān)注loop水平分析（增強子-啟動子互作等），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互作測序是否需要設(shè)置生物學(xué)重復(fù)？

Hi-C互作主要解析的是染色質(zhì)三維構(gòu)象對于基因表達(dá)及表型性狀等調(diào)控機制，建議至少設(shè)置2個生物學(xué)重復(fù)。對于細(xì)胞系樣本，可以考慮每組3個生物學(xué)重復(fù)，每個重復(fù)50X即150Gb數(shù)據(jù)量，合并各組3個生物學(xué)樣本進(jìn)行分析，更經(jīng)濟實惠；對于臨床樣本則不建議這種方案。

Hi-C互作測序分辨率如何理解？

Hi-C數(shù)據(jù)分辨率的大?。碽in的大?。┯删唧w的生物學(xué)問題來確定，研究不同的問題要采用不同的分辨率；計算分辨率的方法：分別按照不同大小的bin對每個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，該bin仍覆蓋有超過1,000條Read，滿足此條件的最小的bin的大小即為Hi-C文庫的分辨率。從compartment到TAD到loop所需要的分辨率遞增。

Hi-C互作測序是否一定要和其他組學(xué)搭配？

建議和其他組學(xué)聯(lián)合開展，一般最少和RNA-seq聯(lián)合，其他如甲基化測序、研究轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合以及組蛋白修飾的chip-seq、可以確實增強子啟動子peak的染色質(zhì)可及性測序ATAC-seq以及檢測突變的全基因組重測序等，都可以聯(lián)合開展，從各個層面說明染色質(zhì)構(gòu)象改變的結(jié)果或原因，豐富充實文章內(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。

百邁客Hi-C測序的優(yōu)勢？

答： 1）Hi-C標(biāo)準(zhǔn)建庫流程已完成近300個物種，近千個文庫構(gòu)建；

2）保持近100%的建庫成功率，文庫含酶切位點有效數(shù)據(jù)比例最高達(dá)93%以上，平均比例高達(dá)68%；

3）實驗+生物信息分析核心技術(shù)保障；

4）多篇成功案例。

百邁客Hi-C測序送樣要求？

送樣要求

樣品類型	送樣量	取樣建議
組織	≧1g	新鮮組織簡單梯度凍存或液氮速凍，-80℃長期保存，干冰運輸。
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	進(jìn)行甲醛交聯(lián)固定后，細(xì)胞或細(xì)胞核液氮速凍，-80℃長期保存，干冰運輸。