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三维基因组（Hi-C）技术解析

信息来源：金开瑞作者：genecreate 发布时间：2018-03-09 09:10:52

Hi-C (High-through chromosome conformation capture) 是以整个细胞核为研究对象，利用高通量测序技术，结合生物信息分析方法，研究全基因组范围内整个染色质DNA在空间位置上的关系，获得高分辨率的染色质调控元件相互作用图谱。Hi-C可以与RNA-Seq、ChIP-Seq等数据进行联合分析，从基因调控网络和表观遗传网络来阐述生物体性状形成的相关机制。

图1. 染色体三维结构图

一、技术优势

1、无需专门构建群体，单个样本实现辅助基因组组装；

2、精确率高，人类基因组锚定染色体精确率为98%，排序和定；

3、周期短，性价比高。

二、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2. Hi-C实验流程

三、生物信息学分析流程

四、辅助基因组组装流程图

五、应用领域

1．染色体跨度的单倍型图谱构建

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表达的影响

有助于了解基因组三维结构对细胞发育，分化及细胞命运的决定

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

通过分析调控元件空间互作热点，开发潜在的药物作用靶点

4．Hi-C辅助基因组组装

辅助动植物基因组组装

宏基因组组装及菌群精确分类

六、送样要求

1、细胞交联

2.5×106细胞量满足一个标准Hi-C文库，建议培养5×107至1×108，保证实验可重复性

2、组织DNA

提供组织DNA量为15-20ug

3、运输方式

足量干冰运输

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