Damos las gracias a A. Kosmrlj para el debate y el código; AP Aiden, Bao XR, M. Brenner, Galas D., W. Gosper, Jaffer A., ​​A. Melnikov, A. Miele, Giannoukos G., C. Nusbaum, AJM Walhout , L. Wood y Zeldovich K. para las discusiones, y L. Gaffney y Wong B. para ayudar con la visualización. Apoyado por una Fannie y John Hertz Fundación Graduate Fellowship, una ciencia de la Defensa Nacional y de postgrado de Ingeniería de becas, una beca de la NSF de posgrado, el National Space Biomedical Research Institute, y la subvención no. T32 HG002295 de la National Human Genome Research Institute (NHGRI) (EL); i2b2 (Informática para la Integración de la biología y la cabecera), el NIH-apoyados por el Centro de Informática Biomédica en el Brigham and Women s Hospital (LAM); concesión no. HG003143 del NHGRI, y un premio de la Fundación Keck distinguido joven estudiante (JD). Primas y se asigna Hi-C datos de la secuencia ha sido depositada en la base de datos GEO ( <a href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/">www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/</a> ), la adhesión no. GSE18199. Visualizaciones adicionales están disponibles en <a href="http://hic.umassmed.edu">http://hic.umassmed.edu</a> .

<ol>
	<li>Lieberman-Aiden, E., Van Berkum, N. L., Williams, L., Imakaev, M., Ragoczy, T., Telling, A., Amit, I., Lajoie, B. R., Sabo, P. J., Dorschner, M. O., Sandstrom, R., Bernstein, B., Bender, M. A., Groudine, M., Gnirke, A., Stamatoyannopoulos, J., Mirny, L. A., Lander, E. S., Dekker, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comprehensive+mapping+of+long-range+interactions+reveals+folding+principles+of+the+human+genome.">Comprehensive mapping of long-range interactions reveals folding principles of the human genome.</a> Science. 326, 289-293 (2009).</li><li>Kosak, S. T., Groudine, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Form+follows+function:+the+genomic+organization+of+cellular+differentiation.">Form follows function: the genomic organization of cellular differentiation.</a> Genes and Dev. 18, 1371-1384 (2004).</li><li>Misteli, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Beyond+the+sequence:+cellular+organization+of+genome+function.">Beyond the sequence: cellular organization of genome function.</a> Cell. 128, 787-800 (2007).</li><li>Dekker, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gene+Regulation+in+the+Third+Dimension.">Gene Regulation in the Third Dimension.</a> Science. 319, 1793-1794 (2008).</li><li>Cremer, T., Cremer, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chromosome+territories,+nuclear+architecture+and+gene+regulation+in+mammalian+cells.">Chromosome territories, nuclear architecture and gene regulation in mammalian cells.</a> Nat Rev Genet. 2, 292-301 (2001).</li><li>Sexton, T., Schober, H., Fraser, P., Gasser, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gene+regulation+through+nuclear+organization.">Gene regulation through nuclear organization.</a> Nat Struct and Mol Biol. 14, 1049-1055 (2007).</li><li>Dekker, J., Rippe, K., Dekker, M., Kleckner, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Capturing+Chromosome+Conformation.">Capturing Chromosome Conformation.</a> Science. 295, 1306-1311 (2002).</li><li>Zhao, Z., Tavoosidana, G., Sj&#246;linder, M., G&#246;nd&#246;r, A., Mariano, P., Wang, S., Kanduri, C., Lezcano, M., Sandhu, K. S., Singh, U., Pant, V., Tiwari, V., Kurukuti, S., Ohlsson, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Circular+chromosome+conformation+capture+(4C)+uncovers+extensive+networks+of+epigenetically+regulated+intra-+and+interchromosomal+interactions.">Circular chromosome conformation capture (4C) uncovers extensive networks of epigenetically regulated intra- and interchromosomal interactions.</a> Nat Genet. 38, 1341-1347 (2006).</li><li>Simonis, M., Klous, P., Splinter, E., Moshkin, Y., Willemsen, R., de Wit, E., van Steensel, B., de Laat, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nuclear+organization+of+active+and+inactive+chromatin+domains+uncovered+by+chromosome+conformation+capture-on-chip+(4C)+uncovers+extensive+networks+of+epigenetically+regulated+intra-+and+interchromosomal+interactions.">Nuclear organization of active and inactive chromatin domains uncovered by chromosome conformation capture-on-chip (4C) uncovers extensive networks of epigenetically regulated intra- and interchromosomal interactions.</a> Nat Genet. 38, 1348-1354 (2006).</li><li>Dostie, J., Richmond, T. A., Arnaout, R. A., Selzer, R. R., Lee, W. L., Honan, T. A., Rubio, E. D., Krumm, A., Lamb, J., Nusbaum, C., Green, R. D., Dekker, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chromosome+Conformation+Capture+Carbon+Copy+(5C):+A+massively+parallel+solution+for+mapping+interactions+between+genomic+elements.">Chromosome Conformation Capture Carbon Copy (5C): A massively parallel solution for mapping interactions between genomic elements.</a> Genome Res. 16, 1299-1309 (2006).</li><li>Miele, A., Dekker, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mapping+Cis-+and+Trans+Chromatin+Interaction+Networks+Using+Chromosome+Conformation+Capture+(3C).">Mapping Cis- and Trans Chromatin Interaction Networks Using Chromosome Conformation Capture (3C).</a> Methods Mol Biol. 464, 105-121 (2009).</li><li>Maccallum, I., Przybylski, D., Gnerre, S., Burton, J., Shlyakhter, I., Gnirke, A., Malek, J., McKernan, K., Ranade, S., Shea, T. P., Williams, L., Young, S., Nusbaum, C., Jaffe, D. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=ALLPATHS+2:+small+genomes+assembled+accurately+and+with+high+continuity+from+short+paired+reads.">ALLPATHS 2: small genomes assembled accurately and with high continuity from short paired reads.</a> Genome Biol . 10, R103-R103 (2009).</li></ol>

Una patente provisional en el método de Hi-C (N º 61/100, 151) se encuentra en revisión.

Se presenta un método de estudio de la arquitectura en 3 dimensiones del genoma mediante la asignación de las interacciones de la cromatina en una evaluación imparcial de todo el genoma manera. El paso más crítico experimental lo que diferencia a esta tecnología, aparte de trabajos anteriores - es la incorporación de los nucleótidos de biotina en la restricción de los extremos de los fragmentos entrecruzados antes de la ligadura de extremo romo. Realizar este paso con éxito permite a profundidad la secuencia de todas las conexiones de la ligadura, y da Hi-C de su alcance y poder. El número de lecturas en última instancia, determinar la resolución de los mapas de la interacción. Aquí, un mapa de 1 Mb de interacción para el genoma humano se presenta con aproximadamente 30 millones de lecturas alineable. Con el fin de aumentar la resolución de &quot;todo uso&quot; por un factor de n, el número de lecturas debe ser incrementado por un factor de n 2. La técnica de Hi-C pueden ser fácilmente combinados con otras técnicas, como la captura híbrida después de la generación de la biblioteca (para apuntar las partes específicas del genoma) y después de la ligadura inmunoprecipitación de cromatina (para examinar el entorno de la cromatina de las regiones asociadas a proteínas específicas).

Erratum:

<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-transitional.dtd">
<html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml" xml:lang="en" lang="en">	
		
		<div>
		<table border="1">
		<thead>
		<tr>
		<th>Material Name</th>
		<th>Type</th>
		<th>Company</th>
		<th>Catalogue Number</th>
		<th>Comment</th>
		</tr>
		</thead>
		<tbody>
		
<tr>
<td>Protease inhibitors</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Sigma</td>
<td>P8340-5ml</td>
<td>Step 1.2</td>
</tr>
<tr>
<td>biotin-14-dCTP</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Invitrogen</td>
<td>19518-018</td>
<td>Step 1.6</td>
</tr>
<tr>
<td>Klenow</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>NEB</td>
<td>M0210</td>
<td>Steps 1.6 and 2.2</td>
</tr>
<tr>
<td>T4 DNA ligase</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Invitrogen</td>
<td>15224</td>
<td>Step 1.9</td>
</tr>
<tr>
<td>T4 DNA polymerase</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>NEB</td>
<td>M0203</td>
<td>Steps 1.17 and 2.2</td>
</tr>
<tr>
<td>10x ligation buffer</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>NEB</td>
<td>B0202</td>
<td>Steps 2.2 and 3.4</td>
</tr>
<tr>
<td>T4 PNK</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>NEB</td>
<td>M0201</td>
<td>Step 2.2</td>
</tr>
<tr>
<td>Klenow (exo-)</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>NEB</td>
<td>M0212</td>
<td>Step 2.3</td>
</tr>
<tr>
<td>Dynabeads MyOne Streptavin C1 Beads</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Invitrogen</td>
<td>650.01</td>
<td>Step 3.2</td>
</tr>
<tr>
<td>T4 DNA ligase HC</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Enzymatics</td>
<td>L603-HC-L</td>
<td>Step 3.5</td>
</tr>
<tr>
<td>Phusion HF mastermix</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>NEB</td>
<td>F531</td>
<td>Step 3.8</td>
</tr>
<tr>
<td>Ampure beads</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Beckman Coulter</td>
<td>A2915</td>
<td>Step 3.9</td>
</tr>		</tbody>
		</table>
		</div>

hi-c: a method to study the three-dimensional architecture of genomes.

El plegamiento tridimensional de los cromosomas del genoma y compartimenta y puede traer distante elementos funcionales, tales como promotores y potenciadores, en estrecha proximidad espacial 2-6. Descifrar la relación entre la organización de los cromosomas y la actividad del genoma ayudará a comprender los procesos genómicos, como la replicación y transcripción. Sin embargo, poco se sabe sobre cómo los cromosomas veces. Microscopía es incapaz de distinguir un gran número de loci simultáneamente o en alta resolución. Hasta la fecha, la detección de interacciones con la captura de los cromosomas cromosoma conformación (3C) y sus adaptaciones posteriores requiere la elección de un conjunto de lugares de destino, por lo que todo el genoma estudios imposible 7-10. Hemos desarrollado Hi-C, una extensión de 3C que es capaz de identificar las interacciones de largo alcance en una evaluación imparcial de todo el genoma de la moda. En Hi-C, las células se fijan con formaldehído, causando loci que interactúan para ser unidos entre sí por medio de la covalentes proteína-ADN enlaces cruzados. Cuando el ADN es posteriormente fragmentado con una enzima de restricción, estos lugares permanecen vinculados. Un residuo de biotina se ha incorporado como el 5 &#39;domina se llenan in A continuación, de extremo romo ligadura se realiza bajo condiciones que favorecen los eventos diluir la ligadura entre los fragmentos de ADN reticulado. Esto se traduce en una biblioteca de todo el genoma de la ligadura de los productos, lo que corresponde a los pares de fragmentos que originalmente estaban muy cerca uno del otro en el núcleo. Cada producto de ligación se marca con biotina en el sitio de la unión. La biblioteca está cortado, y las uniones se tira hacia abajo con perlas de estreptavidina. Las uniones purificado posteriormente pueden ser analizados mediante un secuenciador de alto rendimiento, lo que resulta en un catálogo de los fragmentos de la interacción. El análisis directo de la matriz de contacto resultante revela numerosas características de la organización genómica, tales como la presencia de los territorios de los cromosomas y la asociación preferencial de pequeños cromosomas ricos en genes. El análisis de correlación se puede aplicar a la matriz de contactos, lo que demuestra que el genoma humano se separa en dos compartimentos: un compartimiento menos densa que contiene cromatina abierta, accesible y eficaz, y un compartimiento cerrado que contiene más denso, las regiones inaccesibles de la cromatina, y las personas inactivas. Finalmente, el análisis conjunto de la matriz de contacto, junto con derivaciones teóricas y las simulaciones computacionales, reveló que en la escala de megabase Hi-C revela características compatibles con una conformación glóbulo fractal.

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Hi-C: A Method to Study the Three-dimensional Architecture of Genomes.

El método de Hi-C permite la identificación imparcial de todo el genoma de las interacciones entre la cromatina (1). Hi-C parejas ligadura de proximidad y de secuenciación masiva en paralelo. Los datos resultantes se pueden utilizar para estudiar arquitectura genómica a diferentes escalas, los resultados iniciales identificaron características tales como los territorios de cromosomas, la segregación de la cromatina abierta y cerrada, y la estructura de la cromatina en la escala de megabase.

Hi-C: Un método para estudiar la arquitectura tridimensional de los genomas.

The three-dimensional folding of chromosomes compartmentalizes the genome and and can bring distant functional elements, such as promoters and enhancers, ...

hi-c-a-method-to-study-the-three-dimensional-architecture-of-genomes

Research

JoVE Journal

Biology

407.9K vistas.  University of Massachusetts Medical School. El método de Hi-C permite la identificación imparcial de todo el genoma de las interacciones entre la cromatina (1). Hi-C parejas ligadura de proximidad y de secuenciación masiva en paralelo. Los datos resultantes se pueden utilizar para estudiar arquitectura genómica a diferentes escalas, los resultados iniciales identificaron características tales como los territorios de cromosomas, la segregación de la cromatina abierta y cerrada, y la estructura de la cromatina ...