Hi-C是染色体构象捕获(Chromosome conformation capture)的一种衍生技术,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,能够在全基因组范围内获得不同基因座之间的空间相互作用,发现三维空间中的远程调控元件与靶基因之间的互作,揭示空间结构调控基因功能发挥的机制。
与WGS、RNA-seq、ATAC-seq、CUT&Tag等多组学联合分析,研究不同物种基因组空间结构(compartment、TAD、loop结构),从而揭示基因组三维结构,解析肿瘤/疾病/动植物发育/环境胁迫/物种进化等调控机制。
应用场景
解析染色质三维层级结构,研究空间构象与基因转录调控的关系
揭示染色质互作模式,描绘3D重构图谱
染色质结构变异检测
个体单倍型研究
染色体水平参考基因组的构建
实验原理
(1)使用甲醛处理细胞,固定DNA的构象;
(2)裂解细胞后,使用限制性内切酶酶切DNA,产生粘性末端;
(3)DNA末端补平修复,并同时引入生物素,标记寡核苷酸末端;
(4)使用DNA连接酶连接DNA片段;
(5)蛋白酶消化解除交联状态,提取DNA并随机打断为300~400bp片段;
(6)使用链酶亲和素磁珠捕获标记的DNA,进行二代建库测序。

Hi-C实验流程
分析内容

分析分类 | 分析内容 | 备注 |
单样本 | 1.互作矩阵及互作图 | 全基因组/单染色体矩阵、分辨率统计、互作热图(全基因组/单染色体)、互作衰减曲线等 |
2.Compartment分析 | Compartment结果展示图及统计结果(数目/长度/基因密度/GC含量) | |
3.TAD分析 | TAD结果展示图及统计结果(数目/长度/基因密度/GC含量)、TAD边界分析(边界motif) | |
4.显著互作分析 | 显著互作位点注释(顺式/反式)、显著互作位点展示(Circos图)等 | |
5.FIRE分析 | FIRE结果 | |
6.与RNA-seq数据关联分析 | Compartment与基因表达关联、TAD边界与基因表达关联(边界/内部表达比较、边界基因富集) | |
多样本 | 1.全基因组层面比较分析 | 两两样本差减互作图谱、全基因组距离互作频率图 |
2.Compartment层面比较分析 | 差异与保守compartment区域列表、差异compartment区域基因密度比较和基因功能富集等 | |
3.TAD层面比较分析 | TAD边界相对信号值分布、差异TAD边界基因功能富集、TAD比较与分类(Stable/Merge/Split/Rearrangement)等 | |
4.显著互作层面比较 | 显著互作比较Venn图等 | |
5.与转录组联合分析比较 | 差异compartment区域及差异TAD区域基因表达比较 |