Language
Country/Area
No result found
從3C到Hi-C：這項技術如何引領基因組學革命？
隨著基因組學的持續發展，研究者們一直在尋找更精確的方法來理解細胞內部的複雜結構。Hi-C技術的出現，無疑為這一領域帶來了革命性的變化。Hi-C是一種高通量的基因組與表觀基因組技術，它能夠全面捕捉染色質的構形，並提供關於基因相互作用的深入見解。這項技術被認為是多種染色體構形捕捉技術的衍生品，其中包括著名的3C、4C和5C技術。
Hi-C綜合利用了3C和下一代測序（NGS）技術，標誌著C類技術的質量飛躍，也是3D基因組學的開端。
與傳統的3C技術不同，Hi-C通過標記所有的碎片化染色質，能夠進行「全對全」的互動分析。此流程會先使用甲醛交聯染色質，然後對其進行溶解和破碎，接著將相互作用的基因組區域重新連接起來，最終創建一個包含化學合成DNA分子的基因庫。透過測序這些重結合的分子，科學家們便能獲取這些染色質在三維空間內互相作用的數據。 Hi-C技術不單單顯示了哺乳動物染色體的整體結構，還提供了關於染色質物理性質的洞察，以及如何在細胞受到外部刺激時，基因與調控元件之間的長距離接觸隨時間而變化的情況。
技術發展歷史
Hi-C技術在初期是一種低解析度且噪聲高的技術，其主要描繪1百萬碱基對的交互作用區域。隨着科學家不斷改進該技術，自2012年以來，Hi-C技術經歷了多次修改，使其解決了許多早期的缺陷，並提升了解析度。通過適應性更改的測序深度或使用更頻繁切割的限制內切酶，研究者們能夠將Hi-C的解析度從最初的較低標準提升到千碱基對（kb）級別。
除標準Hi-C之外，還有低Hi-C、SAFE Hi-C和Micro-C等多種衍生技術，它們具有不同的特點。
傳統Hi-C的工作流程
在傳統的Hi-C工作流程中，細胞首先使用甲醛進行交聯，然後用限制酶進行消化，創建DNA的5'末端突出；接著添加生物素標記與接合，生成含生物素的連接產物。這些連接產物隨後經過高層次測序，使得成對的交互作用獲得進一步的分析。
改進的Hi-C技術
目前，Hi-C的進步和演變不僅提升了解析度，還改變了其適用的細胞數要求，標準Hi-C需要高達2000到2500萬細胞，而低Hi-C和Capture Hi-C則能用更少的細胞數進行有效實驗。這些改進使得Hi-C技術在生物醫學研究中的應用變得更加廣泛。
Hi-C技術的變體包括在細胞核內進行交聯的in situ Hi-C，其解析度顯著提高，並且所需的細胞數量更少。
Hi-C技術的未來
一系列與Hi-C技術相關的變革不僅在基礎科學研究上推動了蛋白質和基因交互作用的理解，還在臨床應用中展示了其潛力。隨著技術的不斷進步，有望在疾病診斷、藥物發現甚至基因療法中發揮更重要的作用。科學家們預期，未來的技術將能允許更快速和高效的基因組學分析，以支持對於生物系統更深入的理解。
費用降低和數據分析能力的提升，使得Hi-C技術對於更廣泛的研究問題變得可及，讓我們不禁思考：在這場基因組學革命中，未來的發現會如何改變我們對生命的理解和應對方法？
