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[hi-c] 3D基因组大合辑:9篇Reviews+28篇Research articles+2篇Protocols

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发表于 2017-5-25 08:59:14 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 ydchen 于 2017-5-25 09:01 编辑

染色质3D结构
对于基因表达调控和病理生理学非常关键。近些年来,染色质高级结构捕获技术(3C, 4C, 5C, Hi-C, ChIA-PET)和显微镜成像技术(FISH)的发展为深入研究染色质高级结构提供了更多手段,进而得以揭示基因组是如何组织以及其在不同细胞类型,细胞分化和发育中的动态变化。不难理解,当发生某些可以影响染色质结构的突变时,将很有可能导致各种疾病,因此,研究这些突变对于阐明染色质组织和病理之间的联系及其分子机制提供希望。



ature Reviews Molecular Cell Biology的编辑们策划了此次3D genome collection,这份合辑包含了9篇Reviews,28篇Research articles和2篇Protocols,均来自于Nature旗下的期刊,这些论文涵盖了3D基因组的最新研究、方法学及其与疾病关联的进展。这份合辑可能让大家对3D基因组有一个深入而比较完整的理解

9 Reviews

1. Genome-wide mapping and analysis of chromosome architecture
推荐指数:★★★★★
通讯作者:Ming Hu(纽约大学) & Bing Ren(UCSD)
发表杂志:Nature Reviews Molecular Cell Biology

本文来自于3D基因组学的大师任兵。本文对3D基因组分析的实验和方法学进行了综述,特别聚焦于高通量染色质构象捕获(3C)技术和数据分析。


2. Long non-coding RNAs: spatial amplifiers that control nuclear structure and gene expression
推荐指数:★★★★
通讯作者:Mitchell Guttman(加州理工)
发表杂志:Nature Reviews Molecular Cell Biology

本文探讨了lncRNA通过与其他调控蛋白协作,定位到靶向位置,形成染色质3D结构进而调控基因表达的分子机制。


3. Regulation of disease-associated gene expression in the 3D genome
推荐指数:★★★★★
通讯作者:Wouter de Laat(荷兰Hubrecht研究所)
发表杂志:Nature Reviews Molecular Cell Biology

本文讨论了基因组折叠的最新进展,主要聚焦于3D基因组中与疾病相关的突变和染色质重组,进而为异常调控的基因的鉴定和研究疾病的分子机制提供新的线索。


4. Mapping the 3D genome: Aiming for consilience
推荐指数:★★★
唯一作者:Job Dekker(霍华德休斯研究所)
发表杂志:Nature Reviews Molecular Cell Biology

本文是一篇简短的Comment,主要探讨了基于显微镜和3C方法所获得的3D基因组数据的一致和区别,在大多数情况下,这两种方法获得的数据一致,然而在特定的情况下又不同,这些区别反而可以促使更好的研究方法的产生。


5. Three-dimensional genome architecture: players and mechanisms
推荐指数:★★★★★
全部作者:Ana Pombo(柏林研究所) & Niall Dillon(帝国理工)
发表杂志:Nature Reviews Molecular Cell Biology

本文主要聚焦于染色质间的相互作用的形成,如enhancer与promoter的相互作用,以及关键因子(如CTCF和cohensin)在染色质互作中的功能,最后总结了染色质相互作用的生物学功能。


6. Organization and function of the 3D genome
推荐指数:★★★★★
全部作者:Boyan Bonev & Giacomo Cavalli(均来自法国CNRS)
发表杂志:Nature Reviews Genetics

本文主要探讨了3D基因组的组织的机制及其生物学功能。内容翔实,配图丰富,值得一读!


7. Chromatin regulation at the frontier of synthetic biology
推荐指数:★★★★★
通讯作者:James J. Collins(MIT)
发表杂志:Nature Reviews Genetics

本文角度新颖,从合成生物学的角度,阐述了可能通过最新的合成生物学进展,人为地改造染色质结构,进而调控基因时空特异性表达。


8. The effects of chromatin organization on variation in mutation rates in the genome
推荐指数:★★★★★
全部作者:Kateryna D. Makova & Ross C. Hardison(均来自宾州州立大学)
发表杂志:Nature Reviews Genetics

本文主要探讨了染色质状态和突变率之间的关系,包括生殖细胞系和体细胞(特别是癌症细胞)中的突变。


9. Spatial genome organization and cognition
推荐指数:★★★★★
全部作者:Schahram Akbarian(西奈山伊坎医学院)
发表杂志:Nature Reviews Neuroscience

2 Protocols

1. Mapping 3D genome architecture through in situ DNase Hi-C
通讯作者:Jay Shendure & Zhijun Duan(均来自于华盛顿大学)
发表杂志:Nature Protocols


In situ DNase Hi-C的工作流程(~需4天完成)

本文介绍了一种新的方法:in situ DNase Hi-C。该方法与传统的Hi-C的区别在于,传统Hi-C用限制性内切酶消化染色质,而这里使用的是DNaseⅠ,最终结果显示出更高的分辨率。作者用这种方法分析了小鼠的失活的X染色体。


2. Multiplexed chromosome conformation capture sequencing for rapid genome-scale high-resolution detection of long-range chromatin interactions
通讯作者:Wilfred van Ijcken & Eric Soler(均来自荷兰伊拉斯谟医学中心)


本文描述了一种复合的3C-Seq,作为一种4C的改进版本,与二代测序配合使用,可以在全基因组范围内检测与目的区域有长范围相互作用的区间。3C-Seq的分辨率较高,平均可达到1~8kb。


28 Research articles Highlights

鉴于文章太多了,就不一一梳理了,下面把28篇文章中一些亮点点出来,需要全部文章自己去下载,别总是想着不劳而获哈

亮点一:新概念的提出

熟悉3D基因组的人应该都知道TAD,而在近期的Nature中,马普所的Martin Franke等人提出了新的概念:new chromatin domains (neo-TADs) ,并且证实这种neo-TADs可以决定其分子病理。


亮点二:新技术的发展

首先,庄小威课题组继续发展超高分辨率成像技术,在去年的Nature文章中,进一步将分辨率提高到kilobase-to-megabase;其次,Borbala Mifsud等人创建的高分辨率capture Hi-C技术,可以实现长范围的启动子互作的检测;接着,Howard Y Chang课题组继续发力,将ATAC和可视化结合起来,创建新的方法:ATAC-See,进一步揭示accessible基因区域;此外,Howard Y Chang课题组还开发了Hi-ChIP,一种基于蛋白质的染色质构象捕获方法,相比于ChIP-PET,可产生更多的Reads,需要更少的Input;最后,Hsieh等人建立了Micro-C XL,可在单个核小体分辨率测定染色质折叠。






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