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【科研集市】一文带你读懂
Hi-C
（附高分文
献汇总）
封面图
关于
Hi-C
Hi-C(High-
through chromosome conformation capture)
技术
源于染色体构象捕获
（
Chromosome conformation
capture, 3C
）
技术，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，
< br>研究全基因组范围内整个染色质
DNA
在空间位置上的关
系，
通过对染色质内全部
DNA
相互作用模式进行捕获，
获得高分辨率的染色质三维结构信息。
（引自
Pueschel
R,
Coraggio
F,
et
al.
From
single
genes
to
entire
genomes:
the
search
for a
function of nuclear organization. Development ,
2016 , 143 (6) :910
）
通过
Hi-C
技术可以获得
全
基因组范围内的互作信息
，得到染色体三个层级的三维结
构：<
/p>
A/B
compartment
、
拓扑相关结构域（
TAD
）
、
染色质环（
loop
）
。
A/B
co
mpartment
（常染色质
/
异染
色质）
具有组织、时期、状态特异性，在不同组
织或不同时期或
疾病状态间能够发生转换，这种转换和基因表达调控有一定关系。当
染色体上某区域发生
A/B
compartment
转化
，会影响其中的基因的转录活性，通常
B
compartment
转换为
A <
/p>
compartment
的区域相关基因大多表达上调，而
A
compartment
转换为
B <
/p>
compartment
的区域相关基因则下调。
TAD
（拓扑相关结构域）
是一段具有折叠结构的
DNA
序列，是基因组在空间结构中的<
/p>
基本组织形式。
TAD
内部的互作频率会
显著高于毗邻的两个区域之间的互作频率，
TAD
结构在不同时
空下（组织、发育阶段、状态等）具有一定的保守性，同时也存在一些
动态变化。
Loops
是
DN
A
在
CTCF
等蛋白质的介导下形成远
距离互作，同样
loop
结构在不同时空
下（组织、发育阶段、状态等）会有一些动态变化，且通过
loop
< br>锚定的位点中包含
启动子、增强子、沉默子等，当发生
l
oop
结构的动态变化，如新形成或消失，在一
定程度上会影响
基因的调控。
同样源于
3C
的用以研究染色体互作的技术还包括
4C
（
Circularized Chromatin
Conformation
Capture
< br>）
、
5C
（
Carbon-Copy
Chromatin
Conformation
Capture
）
、
ChIA-
PET
（
chromatin
interaction
analysis
by
paired-end
tag
sequencing
）
等
，不同
的
3C
衍生技术的区别在于捕获的连接片段检测和定量方式。
图
3C
及
3C
衍生技术流程
（引自
Risca VI , Greenleaf WJ.
Unraveling the 3D genome: genomics tools for
multiscale exploration[J]. Trends in
Genetics , 2015 , 31 (7)
:357-372.
）
?
3C (one by one)
——
经典的
3C
实验中，通过基因座特异性引物
PCR
检测单个连接产
物，
大多数
3C
通常
仅能分析几十到几百
Kb
染色质之间的相互作用，
通量低，
费时费力。
?
4C (one by all)
：
用于测定一点到多点之间的染色质交互作用。使用反向
PCR
产生单
基因座的全基因组相互作用图，
研究已知
DNA
片段
< br>（
bait
）
与全基因组未知<
/p>
DNA
片段之
间的互作。