stringtranslate.com

Захват конформации хромосомы

Технологии захвата конформации хромосом

Методы захвата конформации хромосомы (часто сокращенно называемые 3C-технологиями или 3C-методами [1] ) представляют собой набор методов молекулярной биологии, используемых для анализа пространственной организации хроматина в клетке. Эти методы количественно определяют количество взаимодействий между геномными локусами , которые находятся рядом в трехмерном пространстве, но могут быть разделены многими нуклеотидами в линейном геноме. [2] Такие взаимодействия могут быть результатом биологических функций, таких как взаимодействия промоутер - энхансер , или случайного полимерного цикла, когда ненаправленное физическое движение хроматина заставляет локусы сталкиваться. [3] Частоты взаимодействия могут быть проанализированы напрямую, [4] или они могут быть преобразованы в расстояния и использованы для реконструкции трехмерных структур. [5]

Главное отличие методов на основе 3C заключается в их области применения. Например, при использовании ПЦР для обнаружения взаимодействия в эксперименте 3C количественно определяются взаимодействия между двумя конкретными фрагментами. Напротив, Hi-C количественно определяет взаимодействия между всеми возможными парами фрагментов одновременно. Глубокое секвенирование материала, полученного с помощью 3C, также создает карты взаимодействий по всему геному.

История

Исторически микроскопия была основным методом исследования ядерной организации , [6] который можно датировать 1590 годом. [7]

Экспериментальные методы

Все методы 3C начинаются с аналогичного набора шагов, выполняемых на образце клеток.

Сравнение 3C и производных от него методов.

Сначала геномы клеток сшиваются формальдегидом , [28] который вводит связи, которые «замораживают» взаимодействия между геномными локусами. Обработка клеток 1-3% формальдегидом в течение 10-30 минут при комнатной температуре является наиболее распространенной, однако необходима стандартизация для предотвращения высокого уровня сшивания белка с ДНК, так как это может негативно повлиять на эффективность рестриктазы на последующем этапе. [29] Затем геном разрезается на фрагменты с помощью эндонуклеазы рестрикции . Размер фрагментов рестрикции определяет разрешение картирования взаимодействия. Для этой цели используются рестрикционные ферменты (RE), которые разрезают последовательности распознавания 6 пар оснований, такие как EcoR1 или HindIII , поскольку они разрезают геном один раз каждые 4000 пар оснований, что дает ~ 1 миллион фрагментов в геноме человека. [29] [30] Для более точного картирования взаимодействия также может использоваться RE, распознающий 4 пары оснований. Следующий шаг — лигирование на основе близости . Это происходит при низких концентрациях ДНК или в неповрежденных, пермеабилизованных ядрах [26] в присутствии ДНК-лигазы T4 [31] , так что лигирование между сшитыми взаимодействующими фрагментами предпочтительнее лигирования между фрагментами, которые не сшиты. Впоследствии взаимодействующие локусы количественно определяются путем амплификации лигированных соединений методами ПЦР. [29] [31]

Оригинальные методы

3C (один на один)

Эксперимент по захвату конформации хромосомы (3C) количественно определяет взаимодействия между одной парой геномных локусов. Например, 3C можно использовать для проверки взаимодействия кандидата промоутер-энхансер. Лигированные фрагменты обнаруживаются с помощью ПЦР с известными праймерами . [2] [17] Вот почему этот метод требует предварительного знания взаимодействующих областей.

4C (один против всех)

Захват конформации хромосомы на чипе (4C) (также известный как захват конформации кольцевой хромосомы) захватывает взаимодействия между одним локусом и всеми другими геномными локусами. Он включает второй этап лигирования для создания самозамкнутых фрагментов ДНК, которые используются для выполнения обратной ПЦР . Обратная ПЦР позволяет использовать известную последовательность для амплификации неизвестной последовательности, лигированной с ней. [32] [2] [19] В отличие от 3C и 5C, метод 4C не требует предварительного знания обоих взаимодействующих хромосомных регионов. Результаты, полученные с использованием 4C, высоко воспроизводимы с большинством взаимодействий, которые обнаруживаются между регионами, близкими друг к другу. На одном микрочипе можно проанализировать около миллиона взаимодействий. [ необходима цитата ]

5C (многие против многих)

Углеродная копия захвата конформации хромосомы (5C) обнаруживает взаимодействия между всеми рестрикционными фрагментами в пределах заданного региона, при этом размер этого региона обычно не превышает мегабазы. [2] [20] Это делается путем лигирования универсальных праймеров ко всем фрагментам. Однако 5C имеет относительно низкое покрытие. Метод 5C преодолевает проблемы соединения на этапе внутримолекулярного лигирования и полезен для построения сложных взаимодействий определенных интересующих локусов. Этот подход не подходит для проведения сложных взаимодействий по всему геному, поскольку для этого потребуются миллионы праймеров 5C. [ необходима цитата ]

Hi-C (все против всех)

Hi-C использует высокопроизводительное секвенирование для поиска нуклеотидной последовательности фрагментов [2] [22] и использует парное секвенирование концов , которое извлекает короткую последовательность с каждого конца каждого лигированного фрагмента. Таким образом, для данного лигированного фрагмента две полученные последовательности должны представлять два различных рестрикционных фрагмента, которые были лигированы вместе на этапе лигирования на основе близости. Пара последовательностей индивидуально выравнивается с геномом, тем самым определяя фрагменты, вовлеченные в это событие лигирования. Таким образом, проверяются все возможные парные взаимодействия между фрагментами.

Методы, основанные на захвате последовательностей

Ряд методов используют захват олигонуклеотидов для обогащения библиотек 3C и Hi-C для определенных интересующих локусов. [33] [34] Эти методы включают Capture-C, [35] NG Capture-C, [36] Capture-3C, [35] HiCap, [33] [37] Capture Hi-C. [38] и Micro Capture-C. [39] Эти методы способны обеспечивать более высокое разрешение и чувствительность, чем методы на основе 4C. [40] Micro Capture-C обеспечивает самое высокое разрешение среди доступных методов 3C, и с его помощью можно генерировать данные о разрешении пар оснований. [39]

Методы с использованием отдельных клеток

Адаптации этих методов к отдельным клеткам, такие как ChIP-seq и Hi-C, могут использоваться для исследования взаимодействий, происходящих в отдельных клетках. [41] [42]

Методы многостороннего взаимодействия

Ряд методов секвенируют несколько лигационных соединений одновременно для обнаружения структур более высокого порядка, где могут взаимодействовать несколько областей хроматина. Эти методы включают Tri-C, [43] 3way 4C/C-walks, [44] и multi-contact 4C (MC-4C). [45]

Методы, основанные на иммунопреципитации

ChIP-петля

ChIP-loop объединяет 3C с ChIP-seq для обнаружения взаимодействий между двумя интересующими локусами, опосредованных интересующим белком. [2] [46] ChIP-loop может быть полезен для идентификации дальних цис -взаимодействий и транс -взаимодействий, опосредованных белками, поскольку частые столкновения ДНК не происходят. [ необходима ссылка ]

Методы, охватывающие весь геном

ChIA-PET объединяет Hi-C с ChIP-seq для обнаружения всех взаимодействий, опосредованных интересующим белком. [2] [23] HiChIP был разработан для проведения анализа, аналогичного ChIA-PET, с меньшим количеством исходного материала. [47]

Биологическое воздействие

Методы 3C привели к ряду биологических открытий, включая открытие новых структурных особенностей хромосом, каталогизацию хроматиновых петель и более глубокое понимание механизмов регуляции транскрипции (нарушение которых может привести к заболеванию). [6]

Методы 3C продемонстрировали важность пространственной близости регуляторных элементов к генам, которые они регулируют. Например, в тканях, которые экспрессируют гены глобина , область контроля локуса β-глобина образует петлю с этими генами. Эта петля не обнаруживается в тканях, где ген не экспрессируется. [48] Эта технология дополнительно помогла генетическому и эпигенетическому изучению хромосом как в модельных организмах, так и в людях. [ не проверено на теле ]

Эти методы выявили крупномасштабную организацию генома в топологически ассоциированные домены (TAD), которые коррелируют с эпигенетическими маркерами. Некоторые TAD являются транскрипционно активными, в то время как другие репрессированы. [49] Многие TAD были обнаружены у D. melanogaster, мыши и человека. [50] Более того, CTCF и когезин играют важную роль в определении TAD и взаимодействий энхансер-промотор. Результат показывает, что ориентация мотивов связывания CTCF в петле энхансер-промотор должна быть обращена друг к другу, чтобы энхансер нашел свою правильную цель. [51]

Болезнь человека

Существует несколько заболеваний, вызванных дефектами взаимодействия промотора и усилителя, которые рассматриваются в этой статье. [52]

Бета-талассемия — это определенный тип заболевания крови, вызванный делецией элемента-энхансера LCR. [53] [54]

Голопрозэнцефалия — это цефалическое расстройство, вызванное мутацией в энхансерном элементе SBE2, которая, в свою очередь, ослабила выработку гена SHH. [55]

PPD2 (полидактилия трехфалангового большого пальца) вызвана мутацией энхансера ZRS, которая, в свою очередь, усилила выработку гена SHH. [56] [57]

Аденокарцинома легкого может быть вызвана дупликацией энхансерного элемента гена MYC. [58]

Т-клеточный острый лимфобластный лейкоз вызывается введением нового усилителя. [59]

Анализ данных

Тепловая карта и круговая диаграмма визуализации данных Hi-C. a. Взаимодействия Hi-C между всеми хромосомами из клеток почек человека G401, построенные с помощью программного обеспечения my5C. [60] b. Визуализация тепловой карты, иллюстрирующая двудольную структуру мышиной Х-хромосомы, построенная с помощью Hi-Browse. [61] c. Визуализация тепловой карты локуса размером 3 Мбн (chr4:18000000-21000000), созданная Juicebox с использованием in-situ данных Hi-C из клеточной линии GM12878. [4] d. Круговая диаграмма двудольной мышиной Х-хромосомы, созданная с помощью Epigenome Browser. [62] Изображение из [63]

Различные эксперименты в стиле 3C производят данные с очень разными структурами и статистическими свойствами. Таким образом, для каждого типа эксперимента существуют специальные аналитические пакеты. [34]

Данные Hi-C часто используются для анализа организации хроматина по всему геному, например, топологически ассоциированных доменов (TAD), линейно смежных областей генома, которые ассоциированы в трехмерном пространстве. [49] Было разработано несколько алгоритмов для идентификации TAD из данных Hi-C. [4] [64]

Hi-C и его последующие анализы развиваются. Fit-Hi-C [3] — это метод, основанный на подходе дискретного биннинга с модификациями добавления расстояния взаимодействия (начальная подгонка сплайном, также известная как сплайн-1) и уточнения нулевой модели (сплайн-2). Результатом Fit-Hi-C является список парных внутрихромосомных взаимодействий с их p-значениями и q-значениями. [63]

3-D организация генома также может быть проанализирована посредством собственной декомпозиции контактной матрицы. Каждый собственный вектор соответствует набору локусов, которые не обязательно являются линейно смежными, но имеют общие структурные особенности. [65]

Значительным фактором, затрудняющим понимание в технологиях 3C, являются частые неспецифические взаимодействия между геномными локусами, которые происходят из-за случайного поведения полимеров . Взаимодействие между двумя локусами должно быть подтверждено как специфическое с помощью проверки статистической значимости. [3]

Нормализация карты контактов Hi-C

Существует два основных способа нормализации необработанных тепловых карт контактов Hi-C. Первый способ — предположить равную видимость, то есть, что существует равный шанс для каждой хромосомной позиции иметь взаимодействие. Следовательно, истинный сигнал карты контактов Hi-C должен быть сбалансированной матрицей (сбалансированная матрица имеет постоянные суммы строк и столбцов). Примером алгоритмов, которые предполагают равную видимость, является алгоритм Синкхорна-Кноппа , который масштабирует необработанную карту контактов Hi-C в сбалансированную матрицу.

Другой способ — предположить, что существует смещение, связанное с каждой хромосомной позицией. Значение карты контактов в каждой координате будет истинным сигналом в этой позиции, умноженным на смещение, связанное с двумя позициями контактов. Примером алгоритмов, которые направлены на решение этой модели смещения, является итеративная коррекция, которая итеративно регрессировала смещение строк и столбцов из необработанной карты контактов Hi-C. Существует ряд программных инструментов, доступных для анализа данных Hi-C. [66]

Анализ мотивов ДНК

Мотивы ДНК — это специфические короткие последовательности ДНК, часто длиной 8-20 нуклеотидов [67], которые статистически перепредставлены в наборе последовательностей с общей биологической функцией. В настоящее время регуляторные мотивы на дальних взаимодействиях хроматина не были широко изучены. Несколько исследований были сосредоточены на выяснении влияния мотивов ДНК на взаимодействия промотора и энхансера.

Бейли и др. определили, что мотив ZNF143 в промоторных областях обеспечивает специфичность последовательности для взаимодействий промотора и энхансера. [68] Мутация мотива ZNF143 снизила частоту взаимодействий промотора и энхансера, что позволяет предположить, что ZNF143 является новым фактором хроматиновой петли.

Для анализа мотивов в масштабе генома в 2016 году Вонг и др. сообщили о списке из 19 491 пар мотивов ДНК для линии клеток K562 по взаимодействиям промоутер-энхансер. [69] В результате они предположили, что множественность пар мотивов (количество мотивов, которые спариваются с данным мотивом) связана с расстоянием взаимодействия и типом регуляторной области. В следующем году Вонг опубликовал еще одну статью, в которой сообщалось о 18 879 парах мотивов в 6 линиях клеток человека. [70] Новым вкладом этой работы является MotifHyades, инструмент обнаружения мотивов , который можно напрямую применять к парным последовательностям.

Анализ генома рака

Методы, основанные на 3C, могут дать представление о хромосомных перестройках в геномах раковых клеток. [71] Более того, они могут показать изменения пространственной близости регуляторных элементов и их целевых генов, что обеспечивает более глубокое понимание структурной и функциональной основы генома. [72]

Ссылки

  1. ^ de Wit E, de Laat W (январь 2012 г.). «Десятилетие технологий 3C: взгляд на организацию ядра». Genes & Development . 26 (1): 11–24. doi :10.1101/gad.179804.111. PMC  3258961. PMID  22215806 .
  2. ^ abcdefg Хаким О, Мистели Т (март 2012 г.). «Снимок: подтверждение захвата хромосомы». Cell . 148 (5): 1068.e1–2. doi :10.1016/j.cell.2012.02.019. PMC 6374129 . PMID  22385969. 
  3. ^ abc Ay F, Bailey TL, Noble WS (июнь 2014 г.). «Статистическая оценка достоверности данных Hi-C выявляет регуляторные контакты хроматина». Genome Research . 24 (6): 999–1011. doi :10.1101/gr.160374.113. PMC 4032863 . PMID  24501021. 
  4. ^ abc Rao SS, Huntley MH, Durand NC, Stamenova EK, Bochkov ID, Robinson JT, Sanborn AL, Machol I, Omer AD, Lander ES, Aiden EL (декабрь 2014 г.). «Трехмерная карта генома человека с разрешением в килобазы раскрывает принципы хроматинового петельчатого образования». Cell . 159 (7): 1665–80. doi :10.1016/j.cell.2014.11.021. PMC 5635824 . PMID  25497547. 
  5. ^ Varoquaux N, Ay F, Noble WS, Vert JP (июнь 2014 г.). «Статистический подход к выводу трехмерной структуры генома». Биоинформатика . 30 (12): i26–33. doi :10.1093/bioinformatics/btu268. PMC 4229903. PMID  24931992 . 
  6. ^ ab Denker A, de Laat W (июнь 2016 г.). «Второе десятилетие технологий 3C: подробное понимание ядерной организации». Genes & Development . 30 (12): 1357–82. doi :10.1101/gad.281964.116. PMC 4926860. PMID  27340173 . 
  7. ^ "Кто изобрел микроскоп? Полная история микроскопа". Vision Engineering Ltd. Архивировано из оригинала 22 апреля 2018 г.
  8. ^ Мартинс LA (1999). «Предложили ли Саттон и Бовери так называемую гипотезу хромосомы Саттона-Бовери?». Genet. Mol. Biol . 22 (2): 261–272. doi : 10.1590/S1415-47571999000200022 .
  9. ^ "Гены и генетика: язык научного открытия". Oxford English Dictionary . Oxford University Press. 2012-08-16. Архивировано из оригинала 2018-01-29 . Получено 2017-12-07 .
  10. ^ Харрис М. (2015-02-05). «Гетерохроматиновые и эухроматиновые основные структуры».
  11. ^ abc Deichmann U (август 2016 г.). «Эпигенетика: истоки и эволюция модной темы». Developmental Biology . 416 (1): 249–254. doi : 10.1016/j.ydbio.2016.06.005 . PMID  27291929.
  12. ^ Lu H, Liu X, Deng Y, Qing H (декабрь 2013 г.). «Метилирование ДНК, рука, стоящая за нейродегенеративными заболеваниями». Frontiers in Aging Neuroscience . 5 : 85. doi : 10.3389/fnagi.2013.00085 . PMC 3851782. PMID  24367332 . 
  13. ^ «Документы Фрэнсиса Крика: Открытие двойной спирали, 1951–1953».
  14. ^ «Фрэнсис Крик, Розалинд Франклин, Джеймс Уотсон и Морис Уилкинс». Институт истории науки . 2016-06-01 . Получено 2023-02-28 .
  15. ^ Cremer T , Cremer M (март 2010). «Хромосомные территории». Cold Spring Harbor Perspectives in Biology . 2 (3): a003889. doi :10.1101/cshperspect.a003889. PMC 2829961 . PMID  20300217. 
  16. ^ Cullen KE, Kladde MP, Seyfred MA (июль 1993). "Взаимодействие между регуляторными областями транскрипции пролактинового хроматина". Science . 261 (5118): 203–6. Bibcode :1993Sci...261..203C. doi :10.1126/science.8327891. PMID  8327891.
  17. ^ ab Dekker J, Rippe K, Dekker M, Kleckner N (февраль 2002 г.). «Захват конформации хромосомы». Science . 295 (5558): 1306–11. Bibcode :2002Sci...295.1306D. doi :10.1126/science.1067799. PMID  11847345. S2CID  3561891.
  18. ^ Osborne CS, Ewels PA, Young AN (январь 2011 г.). «Встречайте соседей: инструменты для анализа ядерной структуры и функции». Briefings in Functional Genomics . 10 (1): 11–7. doi :10.1093/bfgp/elq034. PMC 3080762. PMID  21258046 . 
  19. ^ ab Simonis M, Klous P, Splinter E, Moshkin Y, Willemsen R, de Wit E, van Steensel B, de Laat W (ноябрь 2006 г.). "Ядерная организация активных и неактивных доменов хроматина, обнаруженная с помощью захвата конформации хромосомы на чипе (4C)". Nature Genetics . 38 (11): 1348–54. doi :10.1038/ng1896. PMID  17033623. S2CID  22787572.
  20. ^ ab Dostie J, Richmond TA, Arnaout RA, Selzer RR, Lee WL, Honan TA и др. (октябрь 2006 г.). «Chromosome Conformation Capture Carbon Copy (5C): массовое параллельное решение для картирования взаимодействий между геномными элементами». Genome Research . 16 (10): 1299–309. doi :10.1101/gr.5571506. PMC 1581439 . PMID  16954542. 
  21. ^ Альберт И, Маврич ТН, Томшо ЛП, Ци Дж, Зантон СДж, Шустер СЦ, Пью БФ (март 2007 г.). «Трансляционные и вращательные настройки нуклеосом H2A.Z в геноме Saccharomyces cerevisiae». Nature . 446 (7135): 572–6. Bibcode :2007Natur.446..572A. doi :10.1038/nature05632. PMID  17392789. S2CID  4416890.
  22. ^ ab Lieberman-Aiden E, van Berkum NL, Williams L, Imakaev M, Ragoczy T, Telling A и др. (октябрь 2009 г.). «Комплексное картирование дальнодействующих взаимодействий раскрывает принципы складывания генома человека». Science . 326 (5950): 289–93. Bibcode :2009Sci...326..289L. doi :10.1126/science.1181369. PMC 2858594 . PMID  19815776. 
  23. ^ ab Fullwood MJ, Liu MH, Pan YF, Liu J, Xu H, Mohamed YB и др. (ноябрь 2009 г.). "Интерактом человеческого хроматина, связанный с эстрогеновым рецептором-альфа". Nature . 462 (7269): 58–64. Bibcode :2009Natur.462...58F. doi :10.1038/nature08497. PMC 2774924 . PMID  19890323. 
  24. ^ Dixon JR, Selvaraj S, Yue F, Kim A, Li Y, Shen Y, Hu M, Liu JS, Ren B (апрель 2012 г.). «Топологические домены в геномах млекопитающих, идентифицированные с помощью анализа взаимодействий хроматина». Nature . 485 (7398): 376–80. Bibcode :2012Natur.485..376D. doi :10.1038/nature11082. PMC 3356448 . PMID  22495300. 
  25. ^ Nora EP, Lajoie BR, Schulz EG, Giorgetti L, Okamoto I, Servant N, Piolot T, van Berkum NL, Meisig J, Sedat J, Gribnau J, Barillot E, Blüthgen N, Dekker J, Heard E (апрель 2012 г.). «Пространственное разделение регуляторного ландшафта центра инактивации Х-хромосомы». Nature . 485 (7398): 381–5. Bibcode :2012Natur.485..381N. doi :10.1038/nature11049. PMC 3555144 . PMID  22495304. 
  26. ^ ab Nagano, Takashi; Lubling, Yaniv; Stevens, Tim J.; Schoenfelder, Stefan; Yaffe, Eitan; Dean, Wendy; Laue, Ernest D.; Tanay, Amos; Fraser, Peter (октябрь 2013 г.). «Single-cell Hi-C reveals cell-to-cell variability inchromosome structure». Nature . 502 (7469): 59–64. Bibcode :2013Natur.502...59N. doi :10.1038/nature12593. PMC 3869051 . PMID  24067610. 
  27. ^ Рао, Сухас; Хантли, Мириам (декабрь 2014 г.). «Трехмерная карта генома человека с разрешением в килобазы раскрывает принципы хроматинового петельчатого образования». Cell . 159 (7): 1665–1680. doi :10.1016/j.cell.2014.11.021. PMC 5635824 . PMID  25497547. 
  28. ^ Гаврилов А, Эйвазова Е, Приожкова И, Липински М, Разин С, Васецки Ю (2009). "Захват конформации хромосомы (от 3C до 5C) и его модификация на основе ChIP". Анализы иммунопреципитации хроматина . обзор. Методы в молекулярной биологии. Т. 567. С. 171–88. doi :10.1007/978-1-60327-414-2_12. ISBN 978-1-60327-413-5. PMID  19588093.
  29. ^ abc Наумова Н., Смит Э.М., Чжан И., Деккер Дж. (ноябрь 2012 г.). «Анализ дальних взаимодействий хроматина с использованием захвата конформации хромосомы». Методы . 58 (3): 192–203. doi :10.1016/j.ymeth.2012.07.022. PMC 3874837. PMID  22903059 . 
  30. ^ Belton JM, Dekker J (июнь 2015 г.). «Захват конформации хромосомы (3C) у почкующихся дрожжей». Cold Spring Harbor Protocols . 2015 (6): 580–6. doi : 10.1101/pdb.prot085175 . PMID  26034304.
  31. ^ ab Гаврилов АА, Голов АК, Разин СВ (2013-03-26). "Актуальные частоты лигирования в процедуре захвата конформации хромосом". PLOS ONE . ​​8 (3): e60403. Bibcode :2013PLoSO...860403G. doi : 10.1371/journal.pone.0060403 . PMC 3608588 . PMID  23555968. 
  32. ^ Чжао, Чжиху; Тавусидана, Голамреза; Шолиндер, Микаэль; Гондор, Анита; Мариано, Пьеро; Ван, Ша; Кандури, Чандрасекхар; Лескано, Магда; Сандху, Кулджит Сингх; Сингх, Умашанкар; Пант, Винод; Тивари, Виджай; Курукути, Шринивасулу; Олссон, Рольф (2006). «Захват конформации круговой хромосомы (4C) раскрывает обширную сеть эпигенетически регулируемых внутри- и межхромосомных взаимодействий». Природная генетика . 38 (11): 1341–7. дои : 10.1038/ng1891. PMID  17033624. S2CID  2660843.
  33. ^ ab патент США 10287621 
  34. ^ ab Schmitt AD, Hu M, Ren B (декабрь 2016 г.). «Полногеномное картирование и анализ архитектуры хромосом». Nature Reviews Molecular Cell Biology . 17 (12): 743–755. doi :10.1038/nrm.2016.104. PMC 5763923. PMID  27580841 . 
  35. ^ ab Hughes JR, Roberts N, McGowan S, Hay D, Giannoulatou E, Lynch M и др. (февраль 2014 г.). «Анализ сотен цис-регуляторных ландшафтов с высоким разрешением в одном высокопроизводительном эксперименте». Nature Genetics . 46 (2): 205–12. doi :10.1038/ng.2871. hdl : 2318/144575 . PMID  24413732. S2CID  205348099.
  36. ^ Davies JO, Telenius JM, McGowan SJ, Roberts NA, Taylor S, Higgs DR, Hughes JR (январь 2016 г.). «Мультиплексный анализ конформации хромосом с существенно улучшенной чувствительностью». Nature Methods . 13 (1): 74–80. doi :10.1038/nmeth.3664. PMC 4724891 . PMID  26595209. 
  37. ^ Сален, Пелин; Абдуллаев, Ильгар; Рамшельд, Дэниел; Мацкова, Людмила; Рилакович, Неманья; Лётстедт, Бритта; Альберт, Томас Дж.; Лундеберг, Йоаким; Сэндберг, Рикард (3 августа 2015 г.). «Полногеномное картирование взаимодействий, закрепленных на промоторе, с разрешением, близким к одному энхансеру». Геномная биология . 16 (1): 156. дои : 10.1186/s13059-015-0727-9 . ISSN  1474-760X. ПМК 4557751 . ПМИД  26313521. 
  38. ^ Jäger R, Migliorini G, Henrion M, Kandaswamy R, Speedy HE, Heindl A, Whiffin N, Carnicer MJ, Broome L, Dryden N, Nagano T, Schoenfelder S, Enge M, Yuan Y, Taipale J, Fraser P, Fletcher O, Houlston RS (февраль 2015 г.). "Capture Hi-C идентифицирует хроматиновый интерактом локусов риска колоректального рака". Nature Communications . 6 : 6178. Bibcode :2015NatCo...6.6178J. doi :10.1038/ncomms7178. PMC 4346635 . PMID  25695508. 
  39. ^ ab Хуа П., Бадат М., Ханссен Л., Хентгес Л., Крамп Н., Даунс Д., Езиорска Д.М., Оуделаар А.М., Швессингер Р., Тейлор С., Милн Т.А., Хьюз Дж.Р., Хиггс Д.Р., Дэвис, Дж.О. (июнь 2021 г.). «Определение архитектуры генома с разрешением пары оснований». Природа . 595 (7865): 125–129. Бибкод : 2021Natur.595..125H. дои : 10.1038/s41586-021-03639-4. PMID  34108683. S2CID  235394147.
  40. ^ Davies JO, Oudelaar AM, Higgs DR, Hughes JR (январь 2017 г.). «Как лучше всего идентифицировать хромосомные взаимодействия: сравнение подходов». Nature Methods . 14 (2): 125–134. doi :10.1038/nmeth.4146. PMID  28139673. S2CID  4136037.
  41. ^ Nagano T, Lubling Y, Stevens TJ, Schoenfelder S, Yaffe E, Dean W и др. (октябрь 2013 г.). «Одноклеточный Hi-C выявляет межклеточную изменчивость в структуре хромосом». Nature . 502 (7469): 59–64. Bibcode :2013Natur.502...59N. doi :10.1038/nature12593. PMC 3869051 . PMID  24067610. 
  42. ^ Schwartzman O, Tanay A (декабрь 2015 г.). «Эпигеномика отдельных клеток: методы и новые приложения». Nature Reviews Genetics . 16 (12): 716–26. doi :10.1038/nrg3980. PMID  26460349. S2CID  10326803.
  43. ^ Oudelaar, A. Marieke; Davies, James OJ; Hanssen, Lars LP; Telenius, Jelena M.; Schwessinger, Ron; Liu, Yu; Brown, Jill M.; Downes, Damien J.; Chiariello, Andrea M.; Bianco, Simona; Nicodemi, Mario (2018). «Взаимодействия одноаллельного хроматина идентифицируют регуляторные центры в динамических компартментализированных доменах». Nature Genetics . 50 (12): 1744–1751. doi :10.1038/s41588-018-0253-2. ISSN  1546-1718. PMC 6265079 . PMID  30374068. 
  44. ^ Оливарес-Шове, Педро; Мукамель, Зоар; Лифшиц, Авиезер; Шварцман, Омер; Элькаям, Ноа Одед; Люблинг, Янив; Дейкус, Гинтарас; Себра, Роберт П.; Танай, Амос (2016). «Захват парных и многосторонних хромосомных конформаций с помощью хромосомных блужданий». Природа . 540 (7632): 296–300. Бибкод : 2016Natur.540..296O. дои : 10.1038/nature20158. ISSN  1476-4687. PMID  27919068. S2CID  786054.
  45. ^ Аллахьяр, Амин; Вермюлен, Карло; Бауман, Бритта AM; Крийгер, Питер Х.Л.; Верстеген, Марджон ДЖЕМ; Гевен, Герт; ван Краненбург, Мелисса; Питерс, Марк; Стрейвер, Рой; Хаархейс, Джудит HI; Джалинк, Кес (2018). «Концентраторы энхансеров и коллизии петель, выявленные на основе одноаллельных топологий». Природная генетика . 50 (8): 1151–1160. дои : 10.1038/s41588-018-0161-5. ISSN  1546-1718. PMID  29988121. S2CID  49667747.
  46. ^ Horike S, Cai S, Miyano M, Cheng JF, Kohwi-Shigematsu T (январь 2005 г.). «Потеря петли молчащего хроматина и нарушенный импринтинг DLX5 при синдроме Ретта». Nature Genetics . 37 (1): 31–40. doi :10.1038/ng1491. PMID  15608638. S2CID  2884412.
  47. ^ Mumbach MR, Rubin AJ, Flynn RA, Dai C, Khavari PA, Greenleaf WJ, Chang HY (ноябрь 2016 г.). «HiChIP: эффективный и чувствительный анализ архитектуры генома, направленной на белок». Nature Methods . 13 (11): 919–922. doi :10.1038/nmeth.3999. PMC 5501173 . PMID  27643841. 
  48. ^ Толуис Б., Палстра Р.Дж., Сплинтер Э., Гросвельд Ф., де Лаат В. (декабрь 2002 г.). «Петля и взаимодействие между сверхчувствительными сайтами в активном локусе бета-глобина». Молекулярная клетка . 10 (6): 1453–65. дои : 10.1016/S1097-2765(02)00781-5 . ПМИД  12504019.
  49. ^ ab Cavalli G, Misteli T (март 2013 г.). «Функциональные последствия топологии генома». Nature Structural & Molecular Biology . 20 (3): 290–9. doi :10.1038/nsmb.2474. PMC 6320674. PMID 23463314  . 
  50. ^ Dekker J, Marti-Renom MA, Mirny LA (июнь 2013 г.). «Изучение трехмерной организации геномов: интерпретация данных о взаимодействии хроматина». Nature Reviews Genetics . 14 (6): 390–403. doi :10.1038/nrg3454. PMC 3874835 . PMID  23657480. 
  51. ^ Guo Y, Xu Q, Canzio D, Shou J, Li J, Gorkin DU и др. (август 2015 г.). «CRISPR-инверсия сайтов CTCF изменяет топологию генома и функцию энхансера/промотора». Cell . 162 (4): 900–10. doi :10.1016/j.cell.2015.07.038. PMC 4642453 . PMID  26276636. 
  52. ^ Krijger PH, de Laat W (декабрь 2016 г.). «Регулирование экспрессии генов, связанных с заболеваниями, в трехмерном геноме». Nature Reviews Molecular Cell Biology . 17 (12): 771–782. doi :10.1038/nrm.2016.138. PMID  27826147. S2CID  11484886.
  53. ^ Fritsch EF, Lawn RM, Maniatis T (июнь 1979). «Характеристика делеций, влияющих на экспрессию генов фетального глобина у человека». Nature . 279 (5714): 598–603. Bibcode :1979Natur.279..598F. doi :10.1038/279598a0. PMID  450109. S2CID  4243029.
  54. ^ Van der Ploeg LH, Konings A, Oort M, Roos D, Bernini L, Flavell RA (февраль 1980 г.). «исследования гамма-бета-талассемии, показывающие, что делеция гамма- и дельта-генов влияет на экспрессию гена бета-глобина у человека». Nature . 283 (5748): 637–42. Bibcode :1980Natur.283..637V. doi :10.1038/283637a0. PMID  6153459. S2CID  4371542.
  55. ^ Jeong Y, El-Jaick K, Roessler E, Muenke M, Epstein DJ (февраль 2006 г.). «Функциональный скрининг регуляторных элементов Sonic Hedgehog в интервале 1 Мб выявляет дальнодействующие вентральные усилители переднего мозга». Development . 133 (4): 761–72. doi : 10.1242/dev.02239 . PMID  16407397.
  56. ^ Lettice LA, Heaney SJ, Purdie LA, Li L, de Beer P, Oostra BA и др. (Июль 2003 г.). «Дальнодействующий энхансер Shh регулирует экспрессию в развивающихся конечностях и плавниках и связан с преаксиальной полидактилией». Human Molecular Genetics . 12 (14): 1725–35. doi : 10.1093/hmg/ddg180 . PMID  12837695.
  57. ^ Wieczorek D, Pawlik B, Li Y, Akarsu NA, Caliebe A, May KJ и др. (январь 2010 г.). «Специфическая мутация в цис-регуляторе (ZRS) гена Sonic Hedgehog (SHH) вызывает мезомелический синдром Вернера (WMS), в то время как полные дупликации ZRS лежат в основе полисиндактилии типа Хааса и преаксиальной полидактилии (PPD) с трехфаланговым большим пальцем или без него». Human Mutation . 31 (1): 81–9. doi :10.1002/humu.21142. PMID  19847792. S2CID  1715146.
  58. ^ Zhang X, Choi PS, Francis JM, Imielinski M, Watanabe H, Cherniack AD, Meyerson M (февраль 2016 г.). «Идентификация фокально усиленных линейных-специфичных супер-энхансеров в эпителиальных раковых заболеваниях человека». Nature Genetics . 48 (2): 176–82. doi :10.1038/ng.3470. PMC 4857881 . PMID  26656844. 
  59. ^ Mansour MR, Abraham BJ, Anders L, Berezovskaya A, Gutierrez A, Durbin AD и др. (декабрь 2014 г.). «Регуляция онкогенов. Онкогенный суперэнхансер, образованный посредством соматической мутации некодирующего межгенного элемента». Science . 346 (6215): 1373–7. doi :10.1126/science.1259037. PMC 4720521 . PMID  25394790. 
  60. ^ Lajoie BR, van Berkum NL, Sanyal A, Dekker J (октябрь 2009 г.). "My5C: веб-инструменты для исследований захвата конформации хромосом". Nature Methods . 6 (10): 690–1. doi :10.1038/nmeth1009-690. PMC 2859197 . PMID  19789528. 
  61. ^ Дэн X, Ма W, Рамани V, Хилл A, Янг F, Ай F и др. (август 2015 г.). «Двухкомпонентная структура неактивной мышиной X-хромосомы». Genome Biology . 16 (1): 152. doi : 10.1186/s13059-015-0728-8 . PMC 4539712. PMID  26248554. 
  62. ^ Zhou X, Lowdon RF, Li D, Lawson HA, Madden PA, Costello JF, Wang T (май 2013 г.). «Изучение дальнодействующих геномных взаимодействий с использованием браузера эпигенома WashU». Nature Methods . 10 (5): 375–6. doi :10.1038/nmeth.2440. PMC 3820286. PMID  23629413 . 
  63. ^ ab Yardımcı GG, Noble WS (февраль 2017 г.). "Программные инструменты для визуализации данных Hi-C". Genome Biology . 18 (1): 26. doi : 10.1186/s13059-017-1161-y . PMC 5290626. PMID  28159004 . 
  64. ^ Dixon JR, Selvaraj S, Yue F, Kim A, Li Y, Shen Y и др. (апрель 2012 г.). «Топологические домены в геномах млекопитающих, выявленные с помощью анализа взаимодействий хроматина». Nature . 485 (7398): 376–80. Bibcode :2012Natur.485..376D. doi :10.1038/nature11082. PMC 3356448 . PMID  22495300. 
  65. ^ Имакаев М., Фуденберг Г., МакКорд Р.П., Наумова Н., Голобородько А., Ладжуа Б.Р. и др. (октябрь 2012 г.). «Итеративная коррекция данных Hi-C выявляет признаки организации хромосом». Природные методы . 9 (10): 999–1003. дои : 10.1038/nmeth.2148. ПМЦ 3816492 . ПМИД  22941365. 
  66. ^ Имакаев М., Фуденберг Г., МакКорд Р.П., Наумова Н., Голобородько А., Лажуа Б.Р., Деккер Дж., Мирный Л.А. (октябрь 2012 г.). «Итеративная коррекция данных Hi-C выявляет признаки организации хромосом». Природные методы . 9 (10): 999–1003. дои : 10.1038/nmeth.2148. ПМЦ 3816492 . ПМИД  22941365. 
  67. ^ Zambelli F, Pesole G, Pavesi G (март 2013 г.). «Обнаружение мотивов и сайты связывания факторов транскрипции до и после эры секвенирования следующего поколения». Briefings in Bioinformatics . 14 (2): 225–37. doi :10.1093/bib/bbs016. PMC 3603212. PMID  22517426 . 
  68. ^ Бейли, SD, Чжан, X., Десаи, K., Эйд, M., Коррадин, O., Каупер-Саллари, R., … Люпиен, M. (2015). ZNF143 обеспечивает специфичность последовательности для обеспечения взаимодействия хроматина в промоторах генов. Nature Communications, 2, 6186. Получено с https://doi.org/10.1038/ncomms7186
  69. ^ K. Wong, Y. Li и C. Peng, «Идентификация пар мотивов сцепления ДНК при дальних взаимодействиях хроматина у человека», т. 32, № сентябрь 2015 г., стр. 321–324, 2016.
  70. ^ Ка-Чун Вонг; MotifHyades: максимизация ожиданий для обнаружения пар мотивов ДНК de novo в парных последовательностях, Биоинформатика, том 33, выпуск 19, 1 октября 2017 г., страницы 3028–3035, https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btx381
  71. ^ Harewood L, Kishore K, Eldridge MD, Wingett S, Pearson D, Schoenfelder S, Collins VP, Fraser P (июнь 2017 г.). "Hi-C как инструмент для точного обнаружения и характеристики хромосомных перестроек и вариаций числа копий в опухолях человека". Genome Biology . 18 (1): 125. doi : 10.1186/s13059-017-1253-8 . PMC 5488307 . PMID  28655341. 
  72. ^ Taberlay PC, Achinger-Kawecka J, Lun AT, Buske FA, Sabir K, Gould CM и др. (июнь 2016 г.). «Трехмерная дезорганизация генома рака происходит одновременно с дальними генетическими и эпигенетическими изменениями». Genome Research . 26 (6): 719–31. doi :10.1101/gr.201517.115. PMC 4889976 . PMID  27053337. 

Дальнейшее чтение

Смотрите также