كياجين، 59971، مجموعة EpiTect Hi-C (6)

تقنية Hi-C هي اختبار ربط تقاربي يرصد تفاعلات الكروماتين على نطاق الجينوم بأكمله. ويمكن استخدامها لتحديد المتغيرات البنيوية*، وإعادة ترتيب الكروموسومات، وتغيرات عدد النسخ، وعدد نسخ الكروموسومات، وحجمها، وموقع السنترومير، والتحليل فوق الجيني.
عرض المزيد

سمات

- مجموعة شاملة – كواشف خاضعة لرقابة الجودة لإنشاء مكتبات Hi-C NGS
- تتضمن محولات Illumina مع رموز شريطية للتسلسل المتعدد
بروتوكول مُختَبَر بالكامل، قوي وسريع – إنشاء مكتبة Hi-C في أقل من يومين
- متطلبات إدخال عينات منخفضة – مكتبات يتم إنشاؤها من 5000 خلية فقط
- مسار تحليل البيانات القائم على أدوات مفتوحة المصدر

تفاصيل المنتج

تُعد تقنية Hi-C تقنية قوية لالتقاط بنية الكروموسوم على مستوى الجينوم، مما يُمكّن من توصيف طي الكروماتين بدقة كيلو بايت.

توفر مجموعة EpiTect Hi-C بروتوكولًا قويًا وبسيطًا وسريعًا مع متطلبات إدخال منخفضة للخلايا مما يتيح إنشاء مكتبات Hi-C Illumina NGS عالية الجودة من الخلايا المتشابكة في أقل من يومين.

أداء

تُنتج مجموعة EpiTect Hi-C مكتبات تسلسل الجيل التالي (NGS) عالية الجودة بتقنية Hi-C، مما يضمن الحصول على بيانات فائقة الجودة من عمليات التسلسل العميق المكلفة. تم تحليل نتائج التسلسل لأكثر من 40 مكتبة EpiTect Hi-C لتقييم أداء المجموعة. تُعرض أهم مقاييس مراقبة الجودة في الأشكال التالية: نسبة أحداث Hi-C، ونسبة التفاعلات cis بعيدة المدى، ونسبة cis/Trans، وعدم وجود تحيز في اتجاه السلسلة مع مجموعة EpiTect Hi-C، ونسبة القراءات المزدوجة الناتجة عن قطعة تقييد واحدة. تُظهر البيانات أن مجموعة EpiTect Hi-C تُنتج مكتبات NGS تتجاوز، في المتوسط، المعايير التي تُعتبر عادةً كافية لتجربة Hi-C ناجحة.

مبدأ

تقنية Hi-C هي اختبار ربط تقاربي يرصد تفاعلات الكروماتين على نطاق الجينوم بأكمله. مجموعة EpiTect Hi-C هي عبارة عن تحضير متخصص للحمض النووي ينتج عنه مكتبة NGS متوافقة مع Illumina (انظر الشكلين: سير عمل EpiTect Hi-C - اليوم الأول، وسير عمل EpiTect Hi-C - اليوم الثاني). باختصار، يبدأ الاختبار بتنقية النوى التي تم فيها تثبيت بنية الكروماتين عن طريق الربط الكيميائي بين بروتينات ربط الحمض النووي والحمض النووي نفسه. ثم يُهضم الحمض النووي بالكامل باستخدام إنزيم تقييد بطول 4 أزواج قاعدية. تُوسم نهايات الحمض النووي المفتوحة بالبيوتين، ثم تُربط. يُحدد تسلسل الأطراف المزدوجة لمنتجات ربط Hi-C أعدادًا كبيرة جدًا من التسلسلات الهجينة المشتقة من خيوط الحمض النووي المتقاربة مكانيًا. احتمالية ربط تسلسلين معًا تعتمد على متوسط ​​المسافة بينهما مكانيًا. يسمح تحديد كمية وصلات الربط بتحديد ترددات اتصال الحمض النووي التي يمكن من خلالها تحقيق رسم خرائط عالية الدقة لطي الكروماتين.

إجراء

يمثل سير عمل EpiTect Hi-C (انظر الشكلين: سير عمل EpiTect Hi-C - اليوم الأول، وسير عمل EpiTect Hi-C - اليوم الثاني) تحسينًا ملحوظًا مقارنةً بالبروتوكولات المنشورة. فقد تم تحويل إجراء معقد كان يستغرق أسبوعًا إلى بروتوكول بسيط وفعال لا يتطلب سوى يوم ونصف. علاوة على ذلك، تم تقليل كمية العينة المطلوبة بمقدار عشرة أضعاف، مما يسمح بإنشاء مكتبات Hi-C NGS من 5000 خلية فقط. وقد طُوّر هذا البروتوكول خصيصًا للعمل مع الخلايا المتشابكة من مزارع الخلايا الثديية.

إجراء EpiTect Hi-C هو نسخة من طريقة Hi-C في الموقع (أي داخل النواة)، حيث تُنقى النوى بلطف وتُنفذ للحفاظ على التنظيم المكاني للجينوم خلال خطوات الهضم والربط الأولية. هذه العملية ضرورية لتقليل التشويش الناتج عن عمليات الربط غير المفيدة التي لا تعكس تنظيم الجينوم. وذلك لأن النوى السليمة تُقيد حركة واصطدامات المركبات المتشابكة، بحيث تحدث عمليات الربط في الغالب بين شظايا الحمض النووي المرتبطة طوبولوجيًا.

إنشاء مكتبات التسلسل الجيني عالي الدقة (Hi-C NGS)

تتألف عملية استخدام مجموعة EpiTect Hi-C من جزأين، ويمكن إكمال كل منهما في يوم واحد. تُلخّص الجداول أدناه خطوات البروتوكول، وتُوضّحها الرسوم البيانية: عملية استخدام EpiTect Hi-C - اليوم الأول، وعملية استخدام EpiTect Hi-C - اليوم الثاني. تحتوي محولات Illumina المرفقة على رموز شريطية تسلسلية تُمكّن من إجراء تسلسل متعدد لما يصل إلى 6 عينات.

للاطلاع على البروتوكول الكامل، راجع دليل EpiTect Hi-C المفصل الخاص بنا.

تحليل البيانات

يُقدّم مركز تحليل بيانات جين جلوب خدمة تحليل بيانات Hi-C. يُمكن تحليل نتائج تسلسل Hi-C باستخدام بوابة EpiTect لتحليل بيانات Hi-C، والتي تستخدم أدوات مفتوحة المصدر لتوفير تقرير مراقبة جودة التسلسل، ومصفوفات تلامس Hi-C، وعرض خرائط تلامس الكروماتين. لمزيد من المعلومات، يُرجى مراجعة دليل مستخدم بوابة EpiTect لتحليل بيانات Hi-C.

تقدم شركة Phase Genomics, Inc. مجموعة شاملة من خدمات التحليل الحاسوبي لتحليل بيانات Hi-C باستخدام برامج مفتوحة المصدر وبرامج خاصة. تشمل هذه الخدمات مراقبة جودة البيانات، وحساب مصفوفة Hi-C وتصويرها، وتحديد السمات البنيوية مثل أقسام A/B، وTADs، والحلقات، وتحليل التباين البنيوي، وتجميع الجينوم وتحديد طور النمط الفرداني، بالإضافة إلى تحليلات مخصصة أخرى. يمكنكم الاطلاع على وصف أكثر تفصيلاً لخيارات التحليل على موقع phasegenomics.com، كما يمكنكم الاطلاع على قائمة المنشورات في قسم المنشورات والأخبار.

التطبيقات

بنية الكروماتين

يخضع التنظيم ثلاثي الأبعاد للكروماتين لدراسة مكثفة نظرًا لتأثيره العميق على وظيفة الجينوم. وبفضل قدرته على رصد التفاعلات بعيدة المدى بين جزيئات الحمض النووي على نطاق الجينوم بأكمله، سرعان ما أصبح Hi-C أداة بالغة الأهمية لتحليل التنظيم النووي. وقد كشف تحليل بيانات Hi-C عن التعقيد المذهل لبنية الجينوم، حيث تتعدد طبقات التنظيم المكاني التي تقسم الجينوم إلى مناطق كروموسومية، وأجزاء فرعية كروموسومية، ومجالات مرتبطة طوبولوجيًا (TADs)، وحلقات الحمض النووي بدقة متزايدة (انظر الشكل: مستويات تنظيم الكروماتين). علاوة على ذلك، يتسم تنظيم الجينوم بالديناميكية والتغير أثناء النمو، إذ لا تتشابه طيات الكروموسومات في نوعين خلويين.

تُساهم تقنية Hi-C في تحسين فهمنا للآليات الأساسية لتنظيم الجينات من خلال إظهار الدور المحوري الذي يلعبه طي الكروماتين. فعلى سبيل المثال، قدمت بيانات Hi-C أدلة تجريبية دامغة وملموسة تدعم الاعتقاد السائد منذ زمن طويل بأن المُعززات والمُحفزات المُتوافقة ترتبط معًا مكانيًا بواسطة حلقات الحمض النووي، مما يُفسر كيف يُمكن للعناصر التنظيمية أن تُمارس سيطرتها على التعبير الجيني عبر مسافات شاسعة من تسلسل الجينوم. بالإضافة إلى ذلك، كشفت بيانات Hi-C أن طي الكروماتين يُساعد في إنشاء حجيرات نووية منفصلة ذات بيئات تنظيمية متميزة من خلال تجميع نطاقات الحمض النووي المتباعدة في التسلسل، ولكنها تشترك في نفس مجموعة العلامات فوق الجينية. والأهم من ذلك، أن بيانات Hi-C تكشف أيضًا كيف يُمكن للطفرات التي تُسبب تغييرات طفيفة في بنية الكروماتين أن تُغير التعبير الجيني بشكل جذري وتُسبب الأمراض.