作為遺傳物質的載體,染色體在細胞中并不是隨機分布的。近年來,越來越多的研究開始關注染色體的空間結構。大量證據表明,染色體構象與基因表達、DNA復制、DNA損傷修復以及基因組的穩定性密切相關。

Hi-C是近年發展起來的三維基因組學研究利器,由高通量測序技術(High-throughput sequencing)與染色體構象捕獲技術(Chromosome conformation capture)相結合衍生而來,用于染色體構象的分析。
不過,由于需要近千萬個級別的細胞才能滿足一個Hi-C文庫的構建,這種“高不可攀”的建庫起始量極大限制了生殖和腫瘤等研究領域微量樣本的染色質構象解析以及科研工作者對未知領域的探索。
因此,降低Hi-C建庫起始量,一直是三維基因組學研究者想要攻關的難題。
率先降低Hi-C技術建庫“門檻”
近期,三維基因組測序技術引領者——安諾基因成功推出了10萬個細胞水平的Hi-C建庫,率先實現了低起始量Hi-C建庫的產業化服務,讓Hi-C技術應用到了更多的研究領域。以下,是來自這一“升級版”Hi-C技術的一些實測數據:
樣本要求
樣本類型:細胞(人、鼠或其他物種)
建庫起始量:10萬個交聯細胞樣本/文庫(約3ug DNA)
測序平臺:Illumina Hiseq X TEN,PE150
實測小數據結果
對10余例人和小鼠的細胞樣本進行了多輪測試,小數據評估結果顯示,最終可用于分析的Valid Rate(%)均在60%以上,最高可達83%。
(1)部分人細胞樣本結果展示

(2)部分小鼠細胞樣本結果展示

實測大數據結果
隨機測試了2個人細胞樣本的大數據,對大數據上機后的有效比對率和有效數據率分別進行統計,均滿足分析需求,結果如下:
(1)有效比對率統計

(2)有效數據率統計

交互熱圖結果展示
對小數據結果進行交互熱圖分析,如下圖所示,展示了genome-wide Hi-C交互熱圖。

仍在繼續升級Hi-C技術
安諾基因于2015年初首次在國內推出動物群體Hi-C和單細胞Hi-C測序服務,隨后將人類染色體三維構象解析的分辨率提升至1kb水平;同年12月,公司又在國內首次推出了植物Hi-C測序服務。
四年來,隨著技術不斷提升,眾多科學家利用安諾基因的Hi-C技術發表了研究成果。公司與法國居里研究所、中國農業大學、中科院動物所、西南大學、南京醫科大學等多家科研院所達成了深度合作,一些成果已發表在Nature、Molecular Plant、Nature communications、Genome Biology等雜志上,累計IF 達97.19。
安諾基因表示,10萬個細胞的產業化Hi-C建庫,是微量細胞Hi-C建庫研發計劃中的關鍵性進展,但這遠不是的終點,持續降低Hi-C建庫起始量的研發仍在繼續。Hi-C技術的進一步升級必將拓展其應用范圍和使用人群,幫助攻克更多生命科學領域的未解難題。
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