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Hi-C的發展歷程：為什麼它被稱為3D基因組學的開端？
Hi-C技術在分子生物學和基因組學領域中佔據了重要的位置，其高通量的特性使其能評估基因組中染色質的三維結構。該技術自誕生以來，不僅提供了細胞核內染色質的互動信息，還為3D基因組學開啟了一扇新大門。本文將探討Hi-C的發展歷程及其在當今科學研究中的重要性。
Hi-C被認為是染色體構象捕獲技術的質量飛躍，這使其成為3D基因組學的始祖。
Hi-C是一種高通量基因組和表觀基因組技術，利用交聯、消化和接合過程來捕捉染色質的空間結構。這一過程首先以甲醛交聯染色質，接著利用限制酶進行消化，並使得彼此接觸的DNA片段通過接合形成一組新的基因組文庫。體現了“全對全”的互動分析模式，Hi-C的發展爲基因組結構的深度解析提供了可能。
分析Hi-C數據不僅揭示了哺乳動物染色體的整體基因組結構，還深入洞察了染色質的物理屬性，及此類互動隨時間變化的情形。
在2012年至2015年間，科學家們對Hi-C的協議進行了一系列修改，使其解析度得以提升。最初的Hi-C解析度僅能達到百萬碱基對，而後來的Hi-C 2.0甚至能達到千碱基對的解析度。透過不斷的迭代和改善，Hi-C的應用範圍已覆蓋細胞增殖、轉錄調控、發育及自體免疫性疾病等多種生物學領域。
Hi-C的經典工作流程包括細胞的甲醛交聯、染色質的消化以及接合等步驟。這需要足夠數量的細胞，以確保互動分析的準確度。透過在水相中進行接合，Hi-C系統性地捕捉染色質間的相互作用，為基因組學研究提供了豐富的數據支持。值得注意的是，傳統的Hi-C在細胞數量不足時可能會引入冗餘分子，導致庫存的數據複雜度低，因此需謹慎考慮樣本的大小。
近年的研究顯示，Hi-C在揭示染色質架構及基因調控方面具有前所未有的潛力。
Hi-C的優化並不僅限於防止冗餘，還包括如何降低背景噪聲和提高測序解析度。例如，2017年引入的Hi-C 2.0和2021年的Hi-C 3.0協議，均通過改變交聯和消化的條件來推進技術的發展。這讓研究人員能夠在基因組的多個視角下進行深入剖析，從而深入了解染色體的複雜結構和功能。
最後，Hi-C的各種變體如in situ Hi-C和Capture Hi-C等也應運而生，這些技術不斷擴展了Hi-C的應用邊界。這些變體有助於在不同的研究情景中克服細胞數量的限制，使得該技術更具靈活性和普遍適用性。隨著這些技術的進一步發展，未來Hi-C將如何影響基因組學的前沿研究呢?
