Name: hi-c: a method to study the three-dimensional architecture of genomes.
Uploaded: 2010-05-06T17:00:00
Duration: 22 min 27 s
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Ringraziamo A. Kosmrlj per le discussioni e il codice; AP Aiden, XR Bao, M. Brennero, D. Cene di Gala, W. Gosper, A. Jaffer, A. Melnikov, A. Miele, G. Giannoukos, C. Nusbaum, AJM Walhout , L. Wood, e K. Zeldovich per le discussioni, e L. Gaffney e B. Wong aiuto per la visualizzazione. Sostenuto da un Hertz Fannie e John Foundation laureato borsa di studio, una Difesa Nazionale della Scienza e Ingegneria laureato comunione, una comunione NSF laureato, il National Space Biomedical Research Institute, e non concede. T32 HG002295 dal National Human Genome Research Institute (NHGRI) (EL); i2b2 (Informatica per l&#39;integrazione e la biologia Comodino), il NIH supportato Center for Biomedical Computing presso il Brigham and Women s Hospital (LAM), non concede. HG003143 dal NHGRI, e un Keck Foundation premio insigne studioso giovani (JD). Prime e mappati Hi-C dati di sequenza è stato depositato presso la banca dati GEO ( <a href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/">www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/</a> ), l&#39;adesione no. GSE18199. Visualizzazioni aggiuntive sono disponibili all&#39;indirizzo <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>

Un brevetto provvisorio sul metodo Hi-C (n ° 61/100, 151) è in revisione.

Vi presentiamo un metodo di studio del 3-dimensionale architettura del genoma con la mappatura delle interazioni della cromatina in un imparziali, genoma modo. La fase più critica sperimentale ciò che contraddistingue questa tecnologia a parte dal lavoro precedente - è l&#39;incorporazione di nucleotidi biotinilato a limitare le estremità dei frammenti reticolato smussato-end prima di legatura. L&#39;esecuzione di questo passo con successo permette il sequenziamento profondo di tutte le giunzioni legatura, e dà Hi-C la sua portata e la potenza. Il numero di letture in ultima analisi, determina la risoluzione delle mappe di interazione. Qui, un 1 Mb per l&#39;interazione mappa del genoma umano è presentato con ~ 30 milioni regolabile in legge. Al fine di aumentare la risoluzione &#39;per tutti gli usi&#39; di un fattore di n, il numero di letture deve essere aumentato di un fattore di n 2. L&#39;Hi-C tecnica può essere facilmente combinata con altre tecniche, quali la cattura ibridi dopo generazione libreria (per indirizzare parti specifiche del genoma) e immunoprecipitazione della cromatina dopo la legatura (a esaminare l&#39;ambiente cromatina delle regioni associate a specifiche proteine).

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.

Tridimensionale piegatura dei cromosomi del genoma e suddivide e può portare lontano elementi funzionali, come promotori e stimolatori, in stretta prossimità spaziale 2-6. Decifrare il rapporto tra organizzazione e l&#39;attività dei cromosomi del genoma sarà di aiuto nella comprensione dei processi genomica, come la trascrizione e la replicazione. Tuttavia, poco si sa su come i cromosomi volte. Microscopia è in grado di distinguere un gran numero di loci contemporaneamente o in alta risoluzione. Ad oggi, il rilevamento di interazioni con conformazione cromosomica catturare cromosoma (3C) e la sua successivi adeguamenti necessari alla scelta di una serie di loci bersaglio, rendendo genome-wide studi impossibile 7-10. Abbiamo sviluppato Hi-C, un&#39;estensione della 3C che è in grado di identificare le interazioni a lungo raggio in un imparziali, genoma della moda. In Hi-C, le cellule vengono fissate con formaldeide, causando loci interagendo ad essere legati l&#39;uno all&#39;altro mediante covalente DNA-proteine ​​cross-link. Quando il DNA è frammentato in seguito con un enzima di restrizione, questi loci rimangono collegati. Un residuo biotinilato è incorporato come il 5 &#39;sbalzi sono riempiti in seguito, smussato-end legatura viene effettuata in condizioni di diluire gli eventi che favoriscono la legatura tra reticolato frammenti di DNA. Il risultato è un genoma libreria di prodotti legatura, corrispondenti a coppie di frammenti che erano originariamente in stretta vicinanza l&#39;uno all&#39;altro nel nucleo. Ogni prodotto legatura è contrassegnato con la biotina al sito della giunzione. La biblioteca è tosato, e le giunzioni sono tirato verso il basso con perline streptavidina. Le giunzioni purificato può essere successivamente analizzati utilizzando un elevato throughput sequencer, risultando in un catalogo di frammenti interagenti. Analisi diretta della matrice contatto risultante rivela numerose funzioni di organizzazione genomica, come la presenza dei territori cromosomici e l&#39;associazione preferenziale di piccoli geni ricchi cromosomi. Analisi di correlazione può essere applicata alla matrice di contatto, a dimostrazione che il genoma umano è suddivise in due comparti: un comparto meno densamente contenente cromatina aperta, accessibile e attivo e uno scomparto più denso contenente chiuso, regioni inaccessibili, e inattivi cromatina. Infine, l&#39;analisi d&#39;insieme della matrice di contatto, accoppiato con derivazioni teoriche e simulazioni computazionali, ha rivelato che su scala megabase Hi-C rivela caratteristiche coerenti con una conformazione globulo frattale.

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

L&#39;Hi-C metodo consente l&#39;identificazione imparziali, genoma delle interazioni della cromatina (1). Hi-C coppie legatura di prossimità e di sequenziamento massicciamente parallelo. I dati ottenuti possono essere usati per studiare architettura genomica alle scale multiple: risultati iniziali identificate caratteristiche come territori cromosoma, la segregazione della cromatina aperti e chiusi, e la struttura della cromatina alla scala megabase.

Hi-C: un metodo per studiare l&#39;architettura tridimensionale dei genomi.

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

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