Hi-C技术源于染色体构象捕获（Chromosome Conformation Capture—3C）技术，以整个细胞核为研究对象，利用高通量测序技术，结合生物信息学方法，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，并与ATAC-seq、ChIP-seq、基因组、转录组等数据联合分析，从基因调控网络和表观遗传网络来阐述生物体性状形成的相关机制。
| 产品类型 | 策略 | 推荐数据量 | 周期 |
| 动物Hi-C测序 （以人为例） | NovaSeq 6000 PE150 | 270Gb raw data(bin size 40kb) | 75天 （标准分析） |
| 产品类型 | 文库类型 | 送样要求 |
| 动物Hi-C测序 | Hi-C 文库 | 样本处理：细胞/组织需要进行甲醛交联固定 |
| 样本运输：大体积干冰运输 | ||
| 细胞样本：标准Hi-C需要至少5*106个细胞/文库，低起始量Hi-C需要至少1*104个细胞/文库。建议培养单个文库所需最低细胞量的5-20倍数量的细胞用于固定，以保证实验可重复性。 组织样本：至少100mg动物组织/文库，建议准备200-300mg组织用于固定，以保证实验可重复性 |
为了研究失活X染色体的结构，选取来源于高度多态性F1代小鼠胚胎干细胞的神经前体细胞做等位基因特异的Hi-C分析。首先，在胚胎干细胞中做Hi-C分析，ES细胞中还没有发生X染色体沉默；发现活跃的X染色体含有明显的活跃、 失活区室化（compartment A/B），也没有拓扑结构域结构（TAD）（图1）。
图1 胚胎干细胞染色质三维结构特征
高度多态性F1代小鼠胚胎干细胞的神经前体细胞中（NPCs），在常染色质和未失活的X染色体中具有类似的A/B compartment和TAD结构；但是在失活的X染色体中没有A/B compartment（图1），而是由含有DXZ4微卫星的200kb铰链区域分割成两个大的相互作用区域；此外，在失活的X染色体中也没有拓扑结构域（TADs）（图2）。
图2 失活的X染色体结构特征
为了研究沉默X染色体中不寻常的两个结构域的重要作用，我们删除了小鼠胚胎干细胞中来源于129亲本等位基因中含有DXZ4位点的200kb边界区域。胚胎干细胞经分化后，分离出许多含有129 亲本X染色体沉默的NPC克隆（ΔFT/D9B2克隆），Hi-C分析表明失活X染色体结构重塑导致了两个大的结构域发生融合（图3a）。ATAC-seq和RNA-seq表明，在以上分化后的NPC克隆中，87个兼性逃离沉默的基因中有66个失去了转录和染色质亲和特性（图3b）。比较D9B2和野生型NPCS 中沉默的X染色体发现，二者在沉默基因的避免、染色质亲和性缺失和TAD信号减弱有很高的相关性（图3c）。在删除含有DXZ4边界的失活X染色体中，特殊的远距离互作发生了缺失（图3d）。在野生型克隆中用ATAC-seq在沉默的X染色体中检测到的224个peak中，139个在D9B2中是缺失的（图3e）；这些缺失位点富集在启动子附近含有CTCF结合位点的区域（图3f，g），这些CTCF更接近于“逃离沉默”的基因转录起始位点（TSSs），再次证明了启动子附近的CTCF在“逃离沉默”的基因调控中发挥着重要作用（图3h）。
图3 含有DXZ4的边界、CTCF在失活X染色体的三维结构中的作用
在未分化的雄性小鼠ES细胞中诱导Xist表达，Hi-C分析发现诱导Xist 48小时导致X染色体结构发生明显变化（图 4a-b）；但是在不含A重复区域的Xist突变样品中，基因不发生沉默，染色体三维结构没有变化。野生型Xist诱导不会导致TAD结构的显著改变，但是会导致染色体相互作用频率的增加（图4d）， Mb级别的结构域分割边界用RNA/DNA FISH验证是正确的（图4c）。
图4 Xist在失活X染色体特殊的三维结构重塑中的作用
本研究揭示了失活X染色体的三维结构特征，为研究染色体结构和基因表达的关系提供了强有力的方法，将帮助科学家们更多地了解活细胞中基因组的运作情况；同时有助于开发新的方法，对抗女性X染色体相关的疾病，促进相关疾病的研究与治疗。
Giorgetti L, Lajoie B R, Carter A C, et al. Structural organization of the inactive X chromosome in the mouse[J]. Nature, 2016, 535(7613): 575-9.
