产品简介 技术流程 样本要求 案例分析 FAQ

技术简介


植物Hi-C技术以整个细胞核为研究对象,利用高通量测序技术,结合生物信息分析方法,研究全基因组范围内整个染色质DNA在空间位置上的关系;通过对染色质内全部DNA相互作用模式进行捕获,获得高分辨率的染色质三维结构信息。安诺基因Hi-C研发团队采用独特的细胞破壁及甲醛固定技术,成功降低文章中的自环比例、提高了有效数据比例。



优势


植物Hi-C技术优势

植物Hi-C技术应用领域


技术流程


植物Hi-C技术流程



产品参数


植物Hi-C技术产品参数

样本要求


植物Hi-C技术样本要求

案例解析


全基因组 Hi-C 揭示水稻染色三维构象


Genome-wide Hi-C analysis reveals extensive hierarchical chromatin interactions in rice



全基因组 Hi-C 揭示水稻染色三维构象



设计思路


全基因组 Hi-C 揭示水稻染色三维构象设计思路


研究结果


  1. 1. 水稻Hi-C 高分辨率实测数据


单个样本产生 2.1 billion clean reads,其中 uniquely mapped 占比 52.0%,dangling rate 为 2.1%, interaction rate 为93.0%,valid rate 为 58.3%。与之前发表的水稻 Hi-C数据相比,本研究测序产生的有效数据更多,分辨率达到 1kb水平。


表1 Hi-C实测数据


表2 与已发表文章中valid Hi-C reads的比较


植物群体细胞Hi-C 测序 蓝色 宋+A-21 水稻 图1.jpg

  1. 2. 全染色体定位分析


在细胞分裂间期,细胞核中的每条染色质都占领独自癿染色质领域。为了研究水稻中每条染色质的染色质领域特征,本研究通过 ICE 迭代修正的方法获得互作矩阵,对水稻所有染色质在细胞核的相对定位进行分析,结果显示,染色体内部的互作强于染色体间的互作。进一步分析发现,有两组染色质相对其他染色质而言互作强度更强,分别是 Chr1到 Chr5 和 Chr10到 Chr12,而剩下的 Chr6 到 Chr9 之间没有明显的互作,说明这两套染色质在空间上的距离靠的更近。


图2水稻全染色体定位分析

  1. 3. A/B compartments结构分析


A/B compartments 的划分在互作热图上表现为明显的一块互作区域,B 区域的互作强度强于 A,说明 B 区域折叠相对紧密。 对 Chr1 和 Chr4 染色质进行互作强度分析,发现A/B compartments 区域分别富集常染色质和异染色质的表观遗传标记,A 区域富集大量的H3K4me2、H3K4me3、H3K9ac,以及 DnaseI 敏感位点,B区域富集 H3K9me2、TE,且 CG 和 CHG 甲基化水平较高。表观修饰,包括组蛋白修饰和甲基化修饰,在水稻 compartment 级别的染色质结构形成上发挥重要作用。




研究结论


证实了水稻中 compartment A/B local domains 的特征,进一步深入解析了水稻染色质的精细结构特点,为进一步探索水稻和其他谷类作物的分子机制提供强有力的数据信息和理论参考。



参考文献


Dong Q, Li N, Li X, et al. Genome-wide Hi-C analysis reveals extensive hierarchical chromatin interactions in rice[J]. Plant J, 2018, 94(6): 1141-1156.



FAQ


Q Hi-C是否需要设置多个重复?


A

理论上最好能做2-3个生物学重复;但从实际样本需求量和成本角度考虑,可以让步做2个以上的技术重复。例如一个样本理论上需要测300 G数据量,实际进行项目时可以2个文库每个测150 G数据量,或者建3个文库每个测100 G;在生信分析中进行样本间数据相关性分析,确认相关性高之后再把几个文库的数据整合进行后续分析。



Q

一个样本的Hi-C数据测多少合适?分辨率或bin size的意义是什么?



A

针对不同的研究目的,Hi-C所需的数据量标准也会不同。安诺Hi-C产品对此有一套合理的计算方法,综合考量到物种基因组大小、分辨率、文库质量、测序策略等多种因素。如有需要,可以向我们的当地工作人员咨询细节。

Hi-C对于不同基因组区域间互作分析的准确程度,通常用分辨率来描述,其衡量单位是分析中数据有效支持的基因组等分滑窗大小(bin size)。在“有效”的bin size下,80%-90%以上的bin两两之间存在reads支持的互作关系,才能认为此分辨率是可达到的。需要注意的是,分析中使用的bin size可以随意调整大小,但必须有足够数据支持才能证明其有效;如果数据量不足,太小的bin彼此间没有互作关系,并不能认为是达到了此分辨率。



Q

样品交联后检测出现降解、DNA-蛋白复合物少怎么办?



A

1) 首先要保证样本新鲜。交联前保存不当,发生降解或冻结,DNA-蛋白互作会被破坏。

2) 组织样本用于建库,需要离体后短时间内尽量剪碎进行交联,保证交联充分。

3) 交联反应要合理控制。交联温度应保持25℃左右。甲醛处理时间过长、未及时中止交联也会导致样本降解。




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