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Nat Commun:清华大学张奇伟研究组报道染色质三维空间结构检测的新方法

摘要 : 2017年11月20日,国际学术权威刊物自然出版集团旗下子刊《Nature Communication》杂志在线发表了清华大学张奇伟研究组题目为《BL-Hi-C:一种高效、灵敏捕获结构性和调控性染色质相互作用的新方法》(BL-Hi-C is an efficient and sensitive approach for capturing structural and regulatory chromatin interactions)的研究论文

2017年11月20日,国际学术权威刊物自然出版集团旗下子刊《Nature Communication》杂志在线发表了清华大学张奇伟研究组题目为《BL-Hi-C:一种高效、灵敏捕获结构性和调控性染色质相互作用的新方法》(BL-Hi-C is an efficient and sensitive approach for capturing structural and regulatory chromatin interactions)的研究论文。方法通过生物信息学分析和分子生物学实验,筛选出能够靠近染色质三维结构相关蛋白的DNA结合位点的限制性内切酶HaeIII。使用HaeIII在细胞核内切割基因组DNA,之后配合两步连接法完成空间邻近片段的连接、文库构建与测序,即可对蛋白质维持的全基因组染色质相互作用更灵敏、更特异的检测,从而实现了一种不依赖抗体和探针捕获的染色质三维空间结构捕获富集策略。张奇伟研究组博士生梁征宇为本文的第一作者,张奇伟教授和陈阳助理研究员为本论文的共同通讯作者。

与目前主要的三维基因组捕获技术in situ Hi-C和HiChIP方法比较,BL-Hi-C方法能够显著富集捕获由CTCF、RNAPII、转录调控因子等蛋白维持的染色质相互作用(图2),为在高分辨率下研究三维基因组结构及基因表达调控功能建立了可靠的技术保障。在论文中,研究者使用BL-Hi-C展示了K562细胞β-globin区域在1 kb分辨率下的三维基因组精细调控结构。

在数据分析和挖掘方面,BL-Hi-C方法可搭配该研究组开发的ChIA-PET2方法(NAR, 2017)快速去除Bridge linker序列,并可搭配3CPET算法(Genome Biology, 2015)进行维持染色质结构的蛋白质复合体预测,为下游分子机制研究提供有力的生物信息学支撑。

图1:使用内切酶HaeIII和两步近端连接的策略能够高效捕获蛋白质维持的染色质相互作用。

图2:BL-Hi-C方法富集捕获结构性和调控性染色质相互作用。

原文链接:

BL-Hi-C is an efficient and sensitive approach for capturing structural and regulatory chromatin interactions

原文摘要:

In human cells, DNA is hierarchically organized and assembled with histones and DNA-binding proteins in three dimensions. Chromatin interactions play important roles in genome architecture and gene regulation, including robustness in the developmental stages and flexibility during the cell cycle. Here we propose in situ Hi-C method named Bridge linker-Hi-C (BL-Hi-C) for capturing structural and regulatory chromatin interactions by restriction enzyme targeting and two-step proximity ligation. This method improves the sensitivity and specificity of active chromatin loop detection and can reveal the regulatory enhancer-promoter architecture better than conventional methods at a lower sequencing depth and with a simpler protocol. We demonstrate its utility with two well-studied developmental loci: the beta-globin and HOXC cluster regions.

来源: Nature Communications 浏览次数:0

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