本文帶大家盤(pán)點(diǎn)截止2019年4月份的Hi-C相關(guān)文章，看看最近大家都在用Hi-C做什么呢~~
Hi-C多組學(xué)揭示人類(lèi)心臟發(fā)生過(guò)程中的空間基因組功能變化
人類(lèi)發(fā)育過(guò)程中空間基因組組織的功能變化尚不清楚。作者通過(guò)Hi-C、RNA-seq和ATAC-seq多組學(xué)技術(shù)聯(lián)合研究，揭示了人類(lèi)心臟從多功能干細胞的核動(dòng)力學(xué)的全面圖譜。雖然染色質(zhì)可及性和基因表達呈現復雜的開(kāi)/關(guān)動(dòng)態(tài)變化，但大規模的基因組結構變化大多是單向的。許多大的心臟基因在分化過(guò)程中從抑制性向活躍性compartment轉換，同時(shí)表達發(fā)生上調。作者在此確定了這樣一個(gè)染色體間互作增加，并且是肌肉特異性剪接因子RBM20靶點(diǎn)的基因位點(diǎn)網(wǎng)絡(luò )。此外，心臟中主要的RBM20調控轉錄本TTN?pre-mRNA可以驅動(dòng)TTN位點(diǎn)與其它染色體間的RBM20靶點(diǎn)(如CACNA1C和CAMK2D)之間的空間鄰近性。這一機制促進(jìn)了RBM20依賴(lài)的轉錄產(chǎn)物的選擇性剪接，表明心臟特異性反式互作的染色質(zhì)結構域（TID）是作為“剪接工廠(chǎng)”的功能性存在。
Hi-C輔助揭示超二倍體兒童急性淋巴細胞白血病的轉錄失調
超二倍性，即整條染色體的獲得，是兒童急性淋巴細胞白血病(ALL)最常見(jiàn)的遺傳特征之一，但對其發(fā)病機制的影響知之甚少。
在此，作者對匹配基因組圖數據集（WGS/WES/芯片）的樣本進(jìn)行蛋白組質(zhì)譜檢測、RNA測序，并通過(guò)Hi-C對超二倍體和ETV6/ runx1陽(yáng)性的兒童原發(fā)性患者樣本進(jìn)行三維構象研究。作者發(fā)現作為染色質(zhì)結構的主要調控因子的CTCF和黏連蛋白，在超二倍體中均表現出低表達。與此同時(shí)，在超二倍體個(gè)體中發(fā)現了與拓撲關(guān)聯(lián)域(TAD)邊界相關(guān)的基因表現為普遍的表達失調。此外，超二倍體兒童ALL患者的Hi-C表明，2/4病例的TAD邊界強度明顯丟失，3/4病例的TAD邊界絕緣程度降低。
單染色體非整倍性引起染色體三維構象和基因表達的失調
染色體非整倍性是癌癥的一個(gè)典型特征，并導致腫瘤實(shí)體特異性基因組不平衡。例如，大多數散發(fā)性結直腸癌患者攜帶7號染色體的額外拷貝，這是一種非整倍體，已經(jīng)發(fā)現出現在癌變前腺瘤中，并在整個(gè)腫瘤進(jìn)展和衍生細胞系中保持。
作者研究了一個(gè)正常核型的健康結腸粘膜構建的細胞系及其同源的衍生細胞系，該衍生細胞系唯一異常是有一個(gè)額外的7號染色體拷貝(47,XY，+7)。作者使用Hi-C、RNA測序和蛋白質(zhì)組分析研究了非整倍化后結構、功能的變化及其關(guān)系。7號染色體的增加導致了該染色體基因轉錄水平的增加，以及全基因組基因和蛋白表達的變化。Hi-C分析表明，7號染色體的額外拷貝反映在三倍體染色體間有更多的染色體間互作，且全基因組范圍內出現了染色質(zhì)組織的變化，包括A/B區域化和拓撲關(guān)聯(lián)域(TAD)邊界的變化。最值得注意的是，4號染色體顯示出染色質(zhì)組織的嚴重缺失，而14號染色體包含一個(gè)大的A/B?compartment轉換區域，同時(shí)其中的基因表達發(fā)生改變。間期FISH檢測染色體涂染探針距離發(fā)現額外的7號染色體區域的核位置未發(fā)生變化。此外衍生細胞系中基因和蛋白富集在惡性轉化的關(guān)鍵信號通路，如HGF/MET-axis?？傊?，一個(gè)特異的染色體非整倍體對核結構和功能有重大影響，無(wú)論是局域的還是全基因組的，此研究為分析具有復雜核型的癌癥核組織提供了一個(gè)基礎。
通過(guò)多組織的表觀(guān)遺傳圖譜和基因表達鑒定沉默子
與增強子相比，沉默子的識別和實(shí)驗驗證非常困難。在此，作者為了尋找人類(lèi)的沉默子，分析了25個(gè)不同細胞系中組織特異性的、與附近基因表達呈負相關(guān)的H3K27me3-DHS?peak。利用Hi-C和eQTL聯(lián)合預測其中的沉默子，通過(guò)loop判斷片段在物理上的互作，通過(guò)eQTL結果尋找與一般的H3K27me3-DHS相比，表達下降的頻率高的基因。此外，這些區域富集轉錄抑制因子(如CTCF、MECOM、SMAD4和SNAI3)的結合位點(diǎn)。利用這些區域的序列特征，作者構建了一個(gè)計算模型，在每個(gè)細胞系中預測了約10000個(gè)額外的沉默子，并發(fā)現與這些沉默子相關(guān)的大多數基因表達水平都有所下降。此外，預測的沉默子中的SNP與疾病表型顯著(zhù)相關(guān)。此研究表明，沉默子通常與增強子相互作用，影響組織特異性基因的轉錄動(dòng)力學(xué)，并促進(jìn)人類(lèi)基因組轉錄的微調。
X染色體失活中Xist RNA與多梳狀復合體相互依賴(lài)以發(fā)揮作用
在X染色體失活期間，Xist RNA傳播包覆整個(gè)染色體，以建立沉默，但是參與傳播的功能RNA元件及機制仍未確定。作者通過(guò)一個(gè)全面的內源性Xist缺失研究，發(fā)現Repeat B 對于在Xist的傳播和多梳狀復合物1和2 (PRC1/PRC2)的作用至關(guān)重要，會(huì )影響染色體的三維結構。刪除Repeat B或其直接結合伴侶HNRNPK會(huì )影響PRC1和PRC2的招募。反過(guò)來(lái)，去除PRC1或PRC2又會(huì )削弱Xist的傳播。因此，Xist和多梳狀復合物傳播包覆整個(gè)染色體時(shí)具有彼此依賴(lài)性，這三個(gè)因子對于X染色體失活至關(guān)重要，且三者是密不可分的。
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