Hi-C为你揭秘3D世界

《捉妖记》里那个萝卜似的小胡巴萌化了无数观影人的心，远超5毛钱的特效也赢得了很多赞誉，华丽的3D技术为观众带来了一场视觉盛宴，堪称国产新高。

3D效果呈现出真实立体、美轮美奂的场景变化，将观众带入身临其境的视听环境中，可谓将电影艺术的视觉美感发挥到了极致。

图为捉妖记剧照

3D技术使电影更加真实好看，而我们的DNA研究也正在向着3D快速发展。

我们的生物课本通常会将基因描述成二维线性的一段功能序列，而实际上，基因是以某种方式被排列，存在空间结构的。如果将人的所有染色体相连并充分伸展的话，其长度可达2米左右，如此庞大的DNA链却是全部储存在直径约10微米的细胞核中。

我们该如何将DNA的线性顺序与空间排布关联起来，了解真实的染色体构象呢？Hi-C技术的出现与发展，使DNA测序技术从二维走向三维，让我们看到了更加真实全面的DNA。下面就让我们一起来说说Hi-C的那些事。

图为染色体3D构象（来源于网络）

何谓Hi-C？

2009年，Job Dekker 研究团队利用Hi-C技术通过测量人类正常淋巴细胞染色体中基因座空间交互信息，首次提出Hi-C技术的概念。

Hi-C技术是染色体构象捕获（Chromosome conformation capture，简称为3C）的一种衍生技术，是指基于高通量进行染色质构象的捕获，它能够在全基因组范围内捕捉不同基因座之间的空间交互，开发三维空间中调控基因的DNA元件。

Hi-C技术在DNA测序技术方面绝对是纯干货，能够满足您对新技术的需求。

Hi-C技术的应用

1. 构建染色质跨度的单体型图谱：为疾病风险预测提供思路；为肿瘤形成机制提供依据；为农业动植物经济性状连锁标记及基因组进化奠定基础。

2. 探索基因组的3D结构，有助于了解基因组折叠对基因的表达和调控的影响。

3. 开发调控基因的DNA元件，揭示基因组远程调控元件介导的分子网络。

Hi-C技术流程

1. 用甲醛对细胞进行固定，使DNA与蛋白，蛋白与蛋白之间进行交联；

2. 进行酶切（如Hind III等限制性内切酶），使交联两侧产生粘性末端；

3. 末端修复，引入生物素标记，连接；

4. 解交联，使DNA和蛋白、蛋白和蛋白分开，提取DNA，打断，捕获带有生物素标记片段，进行建库；

5. 测序。

图为Hi-C实验流程

Hi-C文章水平

Hi-C技术从2009年推出以来，一直有高质量的文章产出，越来越多的研究利用Hi-C技术揭秘不同物种染色体的空间构象和调控机制，现已成为分子生物学研究领域的热点。

Hi-C技术部分文章列表

诺禾Hi-C

诺禾至今已成功实现对小鼠、大鼠、鸡、兔、绵羊、猫、狗、猪、猴、牛、斑马鱼以及人等物种的Hi-C测序和分析，使用先进的Hiseq 4000测序平台，为高质量、高通量数据的获得创造了条件。具有丰富项目技术经验以及发表过多篇CNS的专业团队期待与您合作。

参考文献

1. Lieberman-Aiden E, van Berkum NL, Williams L, et al. Comprehensive mapping of long-range interactions reveals folding principles of the human genome. Science. 2009, 326(5950), 289-93.

2. Sexton T, Yaffe E, Kenigsberg E, et al. Three-dimensional folding and functional organization principles of the Drosophila genome. Cell. 2012, 148(3), 458-72.

3. Dixon JR, Selvaraj S, Yue F, et al. Topological domains in mammaliangenomes identified by analysis of chromatin interactions. Nature. 2012, 485(7398), 376-380.

4. Selvaraj S, R Dixon J, Bansal V, et al. Whole-genome haplotype reconstruction using proximity-ligation and shotgun sequencing. Nat Biotechnol. 2013, 31(12), 1111-8.

5. Rao SS, Huntley MH, Durand NC, et al. A 3D map of the human genome at kilobase resolution reveals principles of chromatin looping. Cell. 2014, 159(7),1665-80.

6. Chandra T, Ewels PA, Schoenfelder S, et al. Global Reorganization of the Nuclear Landscape in Senescent Cells. Cell Rep. 2015, 10(4), 471-483.

7. Schoenfelder S, Furlan-Magaril M, Mifsud B, et al. The pluripotent regulatory circuitry connecting promoters to their long-range interacting elements. Genome Res. 2015, 25(4), 582-597.

8. Mifsud B, Tavares-Cadete F, Young AN, et al. Mapping long-range promoter contacts in human cells with high-resolution capture Hi-C. Nat Genet. 2015.

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