基因组 -染色体构象捕获分析,如嗝,为我们提供了哺乳动物基因组大规模空间结构的快照,描述了染色质区、拓扑关联域(TADs), 和CTCF.- 和咖啡蛋白- 许多细胞类型中的染色质循环。然而,基于高C的方案的分辨率,受染色质碎片的尺寸和均匀性的限制,对寻求染色质兼容的基因级特征的人表示障碍,并研究基因组组织和基因转录之间的连接。
令人鼓舞的是,延长为“宏”洞察小型染色体建筑的表观遗传学家有一个新的工具;具体而言,两项新研究描述了“微量”的HI-C,并报告了微型C的巨大潜力,作为提供染色体结构的核小体分辨率分析的方法。

制作micro-c
为了避免与小规模限制Hi-C分析的交联染色质片段的通用异质性有关的问题,研究人员奥利弗J. Rando.(美国马萨诸塞大学)通过微观核酸酶来将染色质分段为单核糖瓜来修饰标准的HI-C协议。以这种方式,微型C显着增加了片段密度和间距均匀性,并采用染色体构象捕获到核细胞体积。
所以,让我们通过在人类胚胎干细胞的研究中获得更多关于Micro-C的制作以及这一强烈令人印象深刻的技术的潜力(亚博赞助曼联esc)和包皮成纤维细胞:
- 微型C捕获了染色体架构的已知特征,其具有改善的信噪比和与之前的Hi-C地图相比,分辨率显着改善了分辨率(〜200个基对)
- Micro-C展示了一个数量级更大的动态范围,允许识别以前未被认识的哺乳动物染色体结构特征
- 与核体精度的映射使得与Hi-C相比,可以在每个细胞类型中识别〜20,000多个环
- Micro-C地图表明TADS代表瞬态环的集合;此外,许多新识别的循环桥梁调节元件,沿着池内挤出轨迹揭示弱暂停网站
- Micro-C还将核小体耗尽的区域识别为接触区域之间的边界,表明除CTCF之外的因素可以调节相邻染色质域之间的相互作用
总的来说,微型C应该代表那些寻求描述我们在最小的尺度的基因组结构的人的宝贵资源。实际上,Micro-C提供了人体细胞中染色体折叠的最高分辨率图,这应该允许新的洞察染色体组织的多个方面。
Micro-C超出其制造和转录调节
超越微型的制作,研究人员罗伯特蒂氏和Xavier Darzacq.(美国伯克利大学)试图探讨这种微协议的宏观潜力,以研究细微染色质组织组织和基因活性,转录调节和基因沉默之间的联系;这次在鼠标easc。
那么,当谢家华和他的同事们走过大规模的表观基因组室并探索精细的染色质结构时,他们发现了什么呢:
- 转录因子,辅因子和染色质调节剂的组合结合将TAD区分离成具有不同调节特征的微尺度结构
- 总体而言,嵌套结构代表TADS中的普遍折叠功能
- 细尺寸结构包括条纹,点和结构域,将促进剂与启动子(P-P)或增强剂 - 促进剂(E-P)和聚圆锥接触的圆锥接触
- Micro-C显示E-P和P-P相互作用随着从TAD水平以下的细微染色质域的边界延伸的条纹,将多种基因或基因和增强剂联系在一起
- 作者假设由于“粘性”RNA聚合酶II酶,可以形成这种结构
- 值得注意的是,只有微量结构的子集似乎是CTCF和COININ特定的
- 转录驱动连接增强剂和启动子的短程相互作用
- 此外,转录抑制破坏了小规模的基因相关的架构特征,而不改变高阶染色质结构
虽然这种迷人的研究已经使用Micro-C来建立基因组组织和基因规则之间的一些功能联系,作者指出了可能进一步实现我们理解的下一步。希望通过微型C产生的核小体 - 分辨率染色质映射可以用活细胞单分子成像或单细胞技术来协同,以进一步优化我们对染色质施工如何调节基因调节的理解。
单细胞HI-C:早期胚胎发生染色体组织动力学的高度赞扬
虽然微c可以代表染色体构象捕获分析的未来,但基于高C的策略仍然值得高昂的赞誉,因为他们继续从微观角度提供令人兴奋的新发现单细胞。作为一个例子,由一个名副其实的梦想团队领导的研究人员彼得弗雷泽(Babraham Institute,剑桥,英国),KATIA ANCELIN.(Institut yie,巴黎,法国),和伊迪丝听到了(Institut Curie,Paris,法国/ Embl,Heidelberg,德国)最近寻求了解在早期鼠标胚胎发生期间发生的基因组组织事件优化的单细胞Hi-C协议。
以下是带有等位基因表达态和染色质标记的高C染色体构象地图的支持者和同事的所有令人兴奋的新发现
- 施肥后的高阶染色质结构改变与赖氨酸27种组蛋白H3和Polycomb蛋白的甲基化中的等位基因富集一致
- 此类早期亲本结构域与基因抑制有关,并允许亲定的基因表达,包括瞬时印迹基因座
- 由活性染色质的结构域组成的TAD以非亲本特异性的方式在第二波的基因组重新组织期间出现
- 在预催化前和灭活前后对父母X染色体的结构变化的研究提供了对TAD和基因表达之间的关系的见解
- 在父亲X染色体上的基因沉默导致TAD丢失和渐进式染色体压实而没有MegAdomain形成
- 然而,TAD留在逃避X染色体失活的区域中,表明活性染色质状态和/或转录影响局部结构
总体而言,单细胞Hi-C还可以为早期发展过程中基因组组织和基因表达的动态提供急需的洞察力,这表明高阶染色质结构从父母特异性和早期镇压隔间到达TADS的逐步建立在开发期间。
染色体构象捕获:下一个何处?
新开发的微型C和单细胞HI-C协议揭示的调查结果继续为哺乳动物基因组组织提供宏观洞察,但下一步何处?下一步可以包括这些激动化技术的应用,以研究基因组组织和疾病等癌症和正常过程等疾病之间的任何潜在联系。此外,我们可以应用这些技术来研究对体细胞的重编程,以诱导多能干细胞,进一步进入基因组结构和多能性之间的链接吗?亚博赞助曼联
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对于Micro-C的所有宏观洞察力,请参阅协议描述分子细胞,2020年3月以及对协议的全部潜力的探索分子细胞,2020年3月。但是,不要忘记所有关于HI-C的人;查看单细胞方法可以为您做些什么自然,2020年3月。