一次Hi-C建庫測序,兩種分析,你不心動?

更新時間:2022-04-02 16:12:15 所屬欄目:基因組 作者:曾承廷

摘要:詳情請諮詢基于Hi-C測序數據,既可進行基因組輔助組裝,又可對基因組序列、基因結構及其調控元件的三維空間結構互作進行差異分析,結合基因功能研究,深入解析關鍵科學問題。如果一次Hi-C建庫測序就可以搞定輔助組裝和空間構象互作分析,那還等啥?Hi-C輔助基因組組裝僅從2017年上半年

詳情請諮詢http://www.genome.cn/

基于Hi-C測序數據,既可進行基因組輔助組裝,又可對基因組序列、基因結構及其調控元件的三維空間結構互作進行差異分析,結合基因功能研究,深入解析關鍵科學問題。如果一次Hi-C建庫測序就可以搞定輔助組裝和空間構象互作分析,那還等啥?

Hi-C輔助基因組組裝

僅從2017年上半年已發表的基因組文章,你就會發現藜麥[1]、山羊[2]、埃及伊蚊[3]、大麥[4]、野生二粒小麥[5]等基因組都採用了Hi-C技術進行輔助組裝,獲得了染色體水平的高精度參考基因組。是否對Hi-C輔助組裝的效果還心存疑慮?事實是基因組草圖組裝的效果越好,Hi-C輔助組裝得到的掛載率自然也越好。小編這里將實際運行項目的分析數據曬出來,掛載效果有對比,看得見,更值得信賴!

表1 安諾基因Hi-C輔助組裝分析項目掛載效果

目前除了聚類-排序-定向的基本組裝流程可完成染色體掛載的分析外,安諾基因還可提供多種組裝結果評估。實實在在的多種比對評估,明明白白地看清楚組裝效果。

圖1 Hi-C輔助基因組組裝結果評估

Hi-C互作解析生物學問題

利用Hi-C數據可以基于不同構象捕獲的解析度下進行Chromosome Territories、A/B compartment、TAD、Chromatin

loop這四個不同層面的互作分析(詳見圖1中b、c、d),洞悉在一維線性距離很遠的情況下通過多層級折疊后,在三維空間以特定結構存在的DNA互作狀態,結合RNA-Seq、ChIP-Seq、全基因組重測序等技術手段深入剖析這種互作狀態在基因表達調控、DNA復制和重組等過程中起到的作用。

圖2 基因組分層級折疊示意圖[6]

Hi-C數據只有深挖掘才能夠真正顯示其「大有可為」的威力,安諾基因在三維構象互作分析方面銳意進取,不斷豐富Hi-C分析的內容。下表2展示了部分Hi-C基礎和高級分析的內容。更多高級分析和詳細的多組學聯合分析內容請諮詢安諾基因。

表2 安諾基因Hi-C三維構象分析內容

Hi-C多組學聯合分析

三維結構變化對生物學過程的影響如何進一步具體到詳細的基因以及如何精細表達調控和調控模式,這些機制機理的解析均需要Hi-C聯合RNA-Seq、ChIP-Seq、比較基因組學、重測序等進行深入解析。目前Hi-C多組學研究已深入至染色體疾病發病機制[7-8]、馴化過程中順式調控分化[9]等基礎生物學問題。

安諾基因除了擁有自主研發Hi-C分析的軟體HiTC[10]、HiC- Pro[11],靈活高效進行Hi-C分析外,在基礎生物學問題解析方面也見解獨到,成功解析了「小鼠失活X染色體結構特征」[12]和「隨機單等位基因表達的相互作用」[13]等生物學問題。

小編在此總結了一種較為全面的Hi-C聯合多組學分析策略作為參考,不同的技術手段僅僅是為解決生物學問題做服務,需要按需組合、量體裁衣。

圖3 Hi-C多組學聯合解析生物學問題

1次Hi-C建庫測序,2種分析,可實現輔助組裝、三維構象互作、多組學聯合分析等,數據多次合理利用,既深入解決科研問題,又節約科研成本,有么有心動?是不是感覺自己離高分文章又近了一步呢?趕緊行動吧~

參考文獻:

[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] Lupiá?ez 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:

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[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.

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