生物信息基本概念

染色質(zhì)環(huán)

在哺乳動物細(xì)胞核內(nèi),由于染色質(zhì)濃縮聚合的
性質(zhì),導(dǎo)致基因纖維上兩個遠(yuǎn)端位點(diǎn)會產(chǎn)生隨機(jī)碰
撞而以較低的頻率相互作用。然而,在某些確定的
基因位點(diǎn)間,這種遠(yuǎn)距離互作的頻率卻顯著高于預(yù)
測值。在 sub-Mb 分辨率的 Hi-C 互作圖譜中,這些
遠(yuǎn)距離互作的位點(diǎn)大量存在,它們構(gòu)成了染色質(zhì)穩(wěn)
定結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ),或直接參與轉(zhuǎn)錄等調(diào)控過程。因此,
由基因位點(diǎn)的遠(yuǎn)距離互作而介導(dǎo)染色質(zhì)纖維折疊形
成的環(huán)狀結(jié)構(gòu),稱之為“Chromatin loop”,即染色質(zhì)
環(huán)。

單倍型haplotype

單倍型是存在于染色單體內(nèi)具有統(tǒng)計學(xué)關(guān)聯(lián)性
的一類單核苷酸多態(tài)性 (single nucleotide
polymorphisms, SNPs),Hi-C 技術(shù)能夠使DNA 片段
在全基因范圍內(nèi)進(jìn)行單倍型組裝

研究還發(fā)現(xiàn),
與疾病相關(guān)的 SNPs 位點(diǎn)明顯富集在基因的互作區(qū)
域,暗示著遠(yuǎn)距離突變可能會破壞相關(guān)基因的表達(dá)
調(diào)控而導(dǎo)致疾病的發(fā)生

3C染色體構(gòu)像捕獲技術(shù)(chromosomeconformationcapture)

第一步,固定。
使用固定劑(常為甲醛)將靠近染色體的2個區(qū)域相連,固定劑在這里發(fā)揮了“雙面膠”的雙向抓牢作用,使原本結(jié)構(gòu)可變的染色體“靜止”,以利于后續(xù)操作。如果一條染色體內(nèi)部被固定,常形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)。

第二步,酶切。
對固定后的染色體使用限制性內(nèi)切酶處理。
一般使用識別6堿基的限制性內(nèi)切酶進(jìn)行操作,理論上每4096(46)個堿基就存在一個酶切位點(diǎn)。通過酶切,可將環(huán)內(nèi)部剪切為多個片段。

第三步,連接。
使用DNA連接酶使切斷的DNA片段重新連接,形成一個DNA環(huán)。

第四步,解環(huán)。
被固定的DNA解除交聯(lián),使環(huán)狀DNA線性化。

第五步,擴(kuò)增。
例如,原來線性DNA存在A—E共5個片段,推測形成空間結(jié)構(gòu)后,A和E可能靠近,因此在A片段和E片段靠近限制性內(nèi)切酶識別位點(diǎn)之處,設(shè)計引物,并以線性DNA為模板,進(jìn)行半定量或定量的聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)擴(kuò)增。

第六步,判定。
根據(jù)不同引物組合的擴(kuò)增效率,確定2個片段空間靠近的概率。

目的:3C技術(shù)主要確定“一對一”關(guān)系,就是線性距離較遠(yuǎn)的2個DNA片段之空間關(guān)系。

Chip-loop 技術(shù)

Hi-C(High throughput 3C 高通量3C技術(shù))

CHIA-PET

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