Name: hi-c: a method to study the three-dimensional architecture of genomes.
Uploaded: 2010-05-06T17:00:00
Duration: 22 min 27 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Hi-C: A Method to Study the Three-dimensional Architecture of Genomes. at JoVE.com

نشكر ألف Kosmrlj للمناقشات ورمز ؛ AP ايدن ، وباو XR ، برينر M. ، D. المهرجانات ، جوسبر دبليو ، جعفر A. ، ميلينكوف A. ، ميلي A. ، Giannoukos G. ، Nusbaum C. ، AJM Walhout ، L. الخشب ، وZeldovich كاف للمناقشات ، ولام جافني وونغ باء للمساعدة في التصور. بدعم من فاني ماي وجون هيرتز زمالة الدراسات العليا ، وهي مؤسسة الدفاع الوطنية للعلوم والهندسة زمالة للدراسات العليا ، وهو خريج الزمالة جبهة الخلاص الوطني ، واللجنة الوطنية للفضاء معهد البحوث الطبية الحيوية ، ومنحة لا. T32 HG002295 من المعهد الوطني لبحوث الجينوم البشرية (NHGRI) (EL) ؛ i2b2 (معلوماتية لإدماج الأحياء وسريري) ، والمعاهد الوطنية للصحة التي يدعمها مركز الحوسبة الحيوية الطبية في مستشفى بريجهام ومستشفى النساء ق (LAM) ؛ منحة لا. HG003143 من NHGRI ، ومؤسسة جائزة التميز كيك الباحث الشاب (دينار). وقد تم إيداع البيانات الخام وتعيين تسلسل مرحبا - C في قاعدة بيانات توقعات البيئة العالمية ( <a href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/">www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/</a> ) ، أي الانضمام. GSE18199. أميبا إضافية متوفرة في <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>

براءة اختراع مؤقتة على الطريقة مرحبا - C (رقم 61/100 ، 151) هو قيد الاستعراض.

نقدم وسيلة لدراسة الهندسة المعمارية 3 الابعاد من الجينوم عن طريق تعيين لونين التفاعلات بطريقة غير منحازة الجينوم واسعة. الخطوة الأكثر أهمية التجريبية ما يميز هذه التكنولوجيا وبصرف النظر عن الأعمال السابقة -- هو إدماج biotinylated النيوكليوتيدات في تقييد نهايات crosslinked شظايا حادة قبل نهاية الربط. يمكن إجراء هذه الخطوة بنجاح تسلسل العميق لجميع التقاطعات الربط ، ويعطي مرحبا - C نطاقه وقوته. فإن عدد القراءات تحدد في نهاية المطاف إلى حل للخرائط التفاعل. هنا ، قدم التفاعل ميغابايت 1 خريطة للجينوم البشري باستخدام ~ 30000000 يقرأ alignable. من أجل زيادة دقة &quot;لجميع الأغراض&quot; من قبل عامل من n ، يجب زيادة عدد القراءات بعامل ن 2. قد يكون أسلوب مرحبا - C مجتمعة بسهولة مع تقنيات أخرى ، مثل التقاط الهجين بعد جيل مكتبة (لاستهداف أجزاء معينة من الجينوم) ، وبعد ربط مناعي لونين (لدراسة البيئة لونين من المناطق المرتبطة مع بروتينات معينة).

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.

للطي ثلاثية الأبعاد من الكروموسومات compartmentalizes والجينوم ، ويمكن تحقيق العناصر الفنية البعيدة ، مثل المروجين ومحسنات ، في القرب المكاني وثيق 2-6. سوف فك العلاقة بين المنظمة والنشاط الجينوم الكروموسوم مساعدة في فهم العمليات الجينومية ، مثل النسخ والتكرار. ومع ذلك ، لا يعرف إلا القليل حول كيفية الكروموسومات أضعاف. المجهر غير قادر على التمييز بين أعداد كبيرة من مواضع في وقت واحد أو في دقة عالية. حتى الآن ، والمطلوب الكشف عن التفاعلات الكروموسومات باستخدام كروموسوم التقاط التشكل (3C) والتعديلات اللاحقة على اختيار مجموعة من مواضع الهدف ، مما يجعل دراسات الجينوم على نطاق 70-10 مستحيلا. قمنا بتطوير مرحبا - C ، امتدادا ل3C القادرة على تحديد التفاعلات طويلة المدى بطريقة غير منحازة الجينوم واسعة. في مرحبا - C ، يتم إصلاح الخلايا مع الفورمالديهايد ، مما تسبب في أن تكون ملزمة التفاعل المكاني لبعضهم البعض عن طريق الحمض النووي والبروتينات التساهمية عبر الوصلات. عندما تم تجزئة الحمض النووي لاحقا مع انزيم التقييد ، تبقى مرتبطة هذه المكاني. وأدرج رواسب biotinylated كما تمتلئ يتدلى 5 &#39;فيها يتم تنفيذ التالي ، كليلة نهاية ربط في ظل الظروف المخففة التي تؤيد الربط بين الأحداث شظايا الحمض النووي عبر ربط. هذه النتائج في مكتبة الجينوم واسعة من منتجات الربط ، المقابلة لأزواج من الشظايا التي كانت أصلا على مقربة من بعضها البعض في النواة. ويتسم كل منتج مع ربط البيوتين في موقع التقاطع. غير المنفصمة المكتبة ، ويتم سحبها إلى أسفل وتقاطعات مع حبات streptavidin. ويمكن بعد ذلك يتم تحليل التقاطعات تنقية باستخدام التسلسل الإنتاجية العالية ، مما أدى إلى كتالوج من شظايا التفاعل. التحليل المباشر لمصفوفة الاتصال يكشف العديد من الميزات الناتجة من التنظيم الجيني ، مثل وجود كروموسوم الأراضي وجمعية تفضيلية من الكروموسومات الجينات الصغيرة الغنية بالنفط. ويمكن تطبيق تحليل الارتباط إلى مصفوفة الاتصال ، مما يدل على أن يتم الفصل في الجينوم البشري إلى قسمين : مقصورة تحتوي على أقل المكتظ بالسكان لونين مفتوحة ومتاحة ، ونشط وحجرة مغلقة تحتوي على أكثر كثافة ، والمناطق التي يتعذر الوصول إليها لونين ، ونشط. أخيرا ، كشف تحليل فرقة من المصفوفة الاتصال ، إلى جانب الاشتقاقات النظرية والمحاكاة الحاسوبية ، وأنه في نطاق megabase مرحبا - C يكشف ملامح تتفق مع التشكل كرية كسورية.

Watch this Scientific Journal Video about Hi-C: A Method to Study the Three-dimensional Architecture of Genomes. at JoVE.com

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

الأسلوب مرحبا - C يتيح تحديد غير منحازة ، الجينوم واسعة من التفاعلات لونين (1). مرحبا - C الأزواج القرب وربط تسلسل موازية على نطاق واسع. ويمكن استخدام البيانات الناتجة لدراسة الهندسة المعمارية الجينومية على مستويات متعددة : النتائج الأولية التي تم تحديدها ميزات مثل الأراضي الصبغي ، وفصل لونين المفتوحة والمغلقة ، وهيكل لونين على نطاق megabase.

مرحبا - C : طريقة لدراسة الهندسة المعمارية ثلاثي الأبعاد للخريطة جينوم.

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

Research

JoVE Journal

Biology

Testing Visual Sensitivity to the Speed and Direction of Motion in Lizards

اختبار الحساسية البصرية للسرعة واتجاه الحركة في السحالي

Testing visual sensitivity in any species provides basic information regarding behaviour, evolution, and ecology. However, testing specific features of ...

Computer-Generated Animal Model Stimuli

الحاسوب خلق المحفزات الحيوان النموذجي

Communication between animals is diverse and complex. Animals may communicate using auditory, seismic, chemosensory, electrical, or visual signals. In ...

Microfabrication of Chip-sized Scaffolds for Three-dimensional Cell cultivation

التصنيع الدقيق للرقاقة الحجم السقالات لزراعة الخلايا ثلاثي الأبعاد

Using microfabrication technologies is a prerequisite to create scaffolds of reproducible geometry and constant quality for three-dimensional cell ...

A high-throughput method to globally study the organelle morphology in S. cerevisiae

أسلوب الإنتاجية العالية عالميا لدراسة مورفولوجية عضية في البيرة س.

High-throughput methods to examine protein localization or organelle morphology is an effective tool for studying protein interactions and can help ...

Using High Resolution Computed Tomography to Visualize the Three Dimensional Structure and Function of Plant Vasculature

باستخدام التصوير المقطعي عالي الدقة لتصور البنية الثلاثية وظيفة الأوعية الدموية النباتية

High resolution x-ray computed tomography (HRCT) is a non-destructive diagnostic imaging technique with sub-micron resolution capability that is now being ...

Slide Preparation Method to Preserve Three-dimensional Chromatin Architecture of Testicular Germ Cells

طريقة إعداد الشرائح للحفاظ على هندسة الكروماتين ثلاثية الأبعاد للخلايا الجرثومية الخصية

During testicular germ cell differentiation, the structure of nuclear chromatin dynamically changes. The following describes a method designed to preserve ...

FRET Imaging in Three-dimensional Hydrogels

الحنق التصوير في الهلاميات المائية ثلاثية الأبعاد

Imaging of F&#246;rster resonance energy transfer (FRET)&#160;is a powerful tool for examining cell biology in real-time. Studies utilizing FRET commonly ...

Three-dimensional Reconstruction of the Vascular Architecture of the Passive CLARITY-cleared Mouse Ovary

إعادة البناء ثلاثي الأبعاد بنية الأوعية الدموية المبيض الماوس مسح الوضوح السلبي

The ovary is the main organ of the female reproductive system and is essential for the production of female gametes and for controlling the endocrine ...

Combining Chemical Cross-linking and Mass Spectrometry of Intact Protein Complexes to Study the Architecture of Multi-subunit Protein Assemblies

الجمع بين المواد الكيميائية العابرة للربط والطيف الكتلي لمجمعات البروتين سليمة لدراسة الهندسة المعمارية لتجميعات فرعية متعددة البروتين

Proteins interact with their ligands to form active and dynamic assemblies which carry out various cellular functions. Elucidating these interactions is ...

A Proximal Culture Method to Study Paracrine Signaling Between Cells

أسلوب ثقافة الدانية لدراسة Paracrine الإشارات بين الخلايا

Intercellular interactions play an important role in many biological processes, including tumor progression, immune responses, angiogenesis, and ...