一次Hi-C建库测序,两种分析,你不心动?
安诺基因 · 2017/07/31
基于Hi-C测序数据,既可进行基因组辅助组装,又可对基因组序列、基因结构及其调控元件的三维空间结构互作进行差异分析,结合基因功能研究,深入解析关键科学问题。如果一次Hi-C建库测序就可以搞定辅助组装和空间构象互作分析,那还等啥

详情请咨询http://www.genome.cn

基于Hi-C测序数据,既可进行基因组辅助组装,又可对基因组序列、基因结构及其调控元件的三维空间结构互作进行差异分析,结合基因功能研究,深入解析关键科学问题。如果一次Hi-C建库测序就可以搞定辅助组装和空间构象互作分析,那还等啥?

仅从2017年上半年已发表的基因组文章,你就会发现藜麦[1]、山羊[2]、埃及伊蚊[3]、大麦[4]、野生二粒小麦[5]等基因组都采用了Hi-C技术进行辅助组装,获得了染色体水平的高精度参考基因组。是否对Hi-C辅助组装的效果还心存疑虑?事实是基因组草图组装的效果越好,Hi-C辅助组装得到的挂载率自然也越好。小编这里将实际运行项目的分析数据晒出来,挂载效果有对比,看得见,更值得信赖!

表1 安诺基因Hi-C辅助组装分析项目挂载效果

目前除了聚类-排序-定向的基本组装流程可完成染色体挂载的分析外,安诺基因还可提供多种组装结果评估。实实在在的多种比对评估,明明白白地看清楚组装效果。

图1 Hi-C辅助基因组组装结果评估

利用Hi-C数据可以基于不同构象捕获的分辨率下进行Chromosome Territories、A/B compartment、TAD、Chromatin loop这四个不同层面的互作分析(详见图1中b、c、d),洞悉在一维线性距离很远的情况下通过多层级折叠后,在三维空间以特定结构存在的DNA互作状态,结合RNA-Seq、ChIP-Seq、全基因组重测序等技术手段深入剖析这种互作状态在基因表达调控、DNA复制和重组等过程中起到的作用。

图2 基因组分层级折叠示意图[6]

Hi-C数据只有深挖掘才能够真正显示其“大有可为”的威力,安诺基因在三维构象互作分析方面锐意进取,不断丰富Hi-C分析的内容。下表2展示了部分Hi-C基础和高级分析的内容。更多高级分析和详细的多组学联合分析内容请咨询安诺基因。

表2 安诺基因Hi-C三维构象分析内

三维结构变化对生物学过程的影响如何进一步具体到详细的基因以及如何精细表达调控和调控模式,这些机制机理的解析均需要Hi-C联合RNA-Seq、ChIP-Seq、比较基因组学、重测序等进行深入解析。目前Hi-C多组学研究已深入至染色体疾病发病机制[7-8]、驯化过程中顺式调控分化[9]等基础生物学问题。

安诺基因除了拥有自主研发Hi-C分析的软件HiTC[10]、HiC- Pro[11],灵活高效进行Hi-C分析外,在基础生物学问题解析方面也见解独到,成功解析了“小鼠失活X染色体结构特征”[12]和“随机单等位基因表达的相互作用”[13]等生物学问题。

小编在此总结了一种较为全面的Hi-C联合多组学分析策略作为参考,不同的技术手段仅仅是为解决生物学问题做服务,需要按需组合、量体裁衣。

图3 Hi-C多组学联合解析生物学问题

1次Hi-C建库测序,2种分析,可实现辅助组装、三维构象互作、多组学联合分析等,数据多次合理利用,既深入解决科研问题,又节约科研成本,有么有心动?是不是感觉自己离高分文章又近了一步呢?赶紧行动吧~


参考文献:

[1] Jarvis D E, HoY S, Lightfoot D J, et al. The genome of Chenopodium quinoa [J]. Nature, 2017,542 (7641): 307.

[2] Derek M Bickhart, et al. Single-molecule sequencing and chromatin conformation capture enable de novo reference assembly of the domestic goat genome [J]. Nature Genetics. 2017

[3] Mascher M,Gundlach H,et al. A chromosome conformation capture ordered sequence of the barley genome [J]. Nature, 2017, 544(7651): 427-433.

[4] Dudchenko O, Batra S S, Omer A D, et al. De novo assembly of the Aedes aegypti genome using Hi-C yield schromosome-length scaffolds [J]. Science, 2017, 356(6333):92.

[5] Raz Avni, et al. Wild emmer genome architecture and diversity elucidate wheat evolution and domestication [J]. Science. 2017,357(6346):93-97.

[6] Engreitz J M, Ollikainen N, Guttman M. Long non-coding RNAs: spatial amplifiers that control nuclear structure and gene expression [J]. Nature Reviews Molecular Cell Biology, 2016.

[7] Litchfield K, Levy M, Orlando G, et al. Identification of 19 new risk loci and potential regulatory mechanisms influencing susceptibility to testicular germ cell tumor [J]. Nature Genetics, 2017.

[8] Lupiáñez D G, Kraft K,Heinrich V, et al. Disruptions of topological chromatin domains cause pathogenic rewiring of gene-enhancer interactions [J]. Cell, 2015,161(5): 1012-1025.

[9] Wang M, Tu L, Min L, et al. Asymmetricsub genome selection and cis-regulatory divergence during cotton domestication [J]. Nature Genetics, 2017, 49(4):579.

[10] Giorgetti L, Lajoie BR, Carter AC, Attia M, Zhan Y, Xu J, Chen CJ, Kaplan N, Chang HY, Heard E, Dekker J. Structural organization of the inactive X chromosome in the mouse [J]. Nature.2016, 535(7613):575-9.

[11] Servant N, Varoquaux N, Lajoie BR, Viara E, Chen CJ, Vert JP, Heard E, Dekker J, Barillot E. HiC-Pro: an optimizedand flexible pipeline for Hi-C data processing [J]. Genome Biol. 2015,16: 259.

[12] Servant N, Lajoie BR, Nora EP, Giorgetti L, Chen CJ, Heard E, et al. HiTC: exploration of high-throughput ‘C’ experiments [J]. Bioinformatics, 2012, 28(21), 2843.

[13] Gendrel A V, Attia M, Chen CJ, et al. Developmental dynamics and disease potential of random monoallelic gene expression [J]. Developmental Cell, 2014, 28(4):366-380.

感兴趣的其他新闻:

Nature重磅 |聚焦安诺Hi-C: 揭秘小鼠失活X染色体结构特征

安诺Hi-C新突破,开启分析新篇章

喜讯!安诺Hi-C入选生命科学十大创新产品

安诺年度巨献:Hi-C一路走来,一直伴您走下去


查看更多
发表评论 我在frontend\modules\comment\widgets\views\文件夹下面 test