Hi-C
项目简介
Hi-C
Hi-C（High-throughput chromosome conformation capture），即高通量染色体捕获技术，可在全基因组范围研
究 DNA 的相互作用，描绘高分辨率的染色质三维结构图谱，得到 A/B compartment、拓扑相关结构域（TAD）、染色质
环（loop）三个层级的信息。作为表观遗传学科研服务的国内先驱，表观生物可为客户提供 Hi-C 技术与表观多组学研究
手段联合分析的整体研究思路，从三维表观遗传组学层面深入研究疾病发生发展的机制。
应用与优势
技术应用
1. 研究染色质片段之间的相互作用
2. 建立基因组三维折叠模型
3. 适用于基因组组装
4. 与 RNA-seq 联合分析，研究染色质三维构象对
RNA 表达的调控
5. 与 ChIP-seq 联合分析，解析调控元件、转录因子
与染色质相互作用的关系
图 1-3. Hi-C 技术原理
技术原理
A, 甲醛固定细胞；B. DpnII 消化 DNA，识别 GATC，生成 5'-GATC 粘性末端；C. 用 dNTPs 和生物素 -14-dATP 填平 5'
粘性末端，成为平端。连接平端，生成一个新的限制性酶切位点（Clal），可用于评估填平效率。连接之后，交联逆转，
去除 DNA 中的蛋白质；D. 去除未连接端的生物素。DNA 被切成 200~300bp 的片段，适用于双端测序；E. 用链霉亲和素
磁珠富集连接产物，再加接头。
送样要求
细胞，≥ 5×106 个细胞 / 样本
样本类型
≥ 100mg/ 样本
组织
需要先用甲醛交联固定。
分析内容
1. 数据过滤
1.1 原始数据 1.2 数据过滤
1.3 测序数据质量分布 1.4 测序数据碱基分布
2. 基因组比对分析
3. 比对到酶切片段
4. 顺反相互作用比例
5. 染色体相互作用
5.1 染色体间相互作用 5.2 染色体内的相互作用
6. 结构分析
6.1 A/B compartments 6.2 TAD calling
6.3 Loop 鉴定及差异分析 6.4 三维建模
图 1-4. TAD 结构
表观生物实测数据
图 1-5. A/B compartment 在某位点的转化情况。蓝色：开放区，
A compartment；黄色：封闭区，B compartment。
图 1-6. 全基因组染色体互作类型图
图 1-7. 全基因组染色体相互作用热图
参考案例
Hnisz D, et al. Cell, 2013. Hi-C 分析揭示黏连蛋白对浆细胞瘤发展的影响 [1]
目前研究认为黏连蛋白挤压对哺乳动物基因组的架构建立有着重要的影响，但是我们对它的功能影响和能量特性都
是未知的。研究者利用深度极高的 Hi-C，表明 loop 结构域形成的过程中需要黏连蛋白 ATP 酶，并在 loop 锚定点找到结
构性的“stripes”，它们与整个结构域有着高频率的相互作用，促进超级增强子与启动子的相互作用。在浆细胞瘤中，
stripes 可以调控 lgh 易位的致癌基因。研究者猜想高等生物利用黏连蛋白挤压，增强基因转录和重组，与肿瘤发展有关。
图 1-8. 左图 . Hi-C 矩阵表明 ZF9-11 细胞 stripe 锚定位点失去 stripes 之后，不能募集 CTCF；右图 . 分子动态刺激的 Hi-C 数据，显示黏连
蛋白在 CTCF 锚定位点的附近。