Hi-C近100%的建库成功率是怎么炼成的？

摘要

百迈客生物科技有限公司自2016年初以来，利用Hi-C技术进行染色体水平的基因组组装及染色体三维构象的研究，至今保持着近100%的建库成功率，那么，我们有什么秘诀呢？

Hi-C是将高通量测序（High-throughput sequencing）技术与染色体构象捕获技术（Chromosome conformation capture，简称为3C）相结合而衍生的一种新技术。Hi-C染色体构建是利用Hi-C技术将零散的基因组序列片段组装到染色体水平，并进一步明确这些序列在染色体上的顺序及方向。

近年来，已发表的人、山羊、蚊子、酵母、大麦、二粒小麦等基因组均采用Hi-C技术进行辅助组装，获得染色体水平的基因组，证明了Hi-C辅助基因组组装技术在动植物、真菌染色体水平基因组组装的高可靠性。

同时利用Hi-C技术可以揭示基因组的一般三维结构特征，包括从隔室（A/B　Compartments）到拓扑相关结构域（TAD）,最后到环（loop）的染色质的这种层级结构，对于研究全基因组范围内DNA在空间上的互作关系，构建高分辨率的染色体三维结构，开发基因的远程调控元件，构建染色体跨度单体型等具有重要的作用。目前，已在人、果蝇、酵母、拟南芥、水稻和棉花等物种成功构建了基因组三维结构，并完成了对不同样本基因组三维结构的比较分析。

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Hi-C染色体构建的优势

1)单个体即可完成，无需构建群体；

2)定位效率更高；

3)可以对已组装的基因组进行纠错。

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Hi-C三维构象研究内容

1)绘制全基因组的Hi-C map，包括Cis/Trans分析；

2)Compartment A/B 鉴定与分析，包括与Chip-seq和RNAseq联合分析；

3)基因/重复序列互作分析，包括与RNAseq联合分析；

4)TAD鉴定与分析，包括Chip-seq和RNAseq联合分析；

5)绘制全基因组LOOP模型图，需DNase–seq，并与Chip-seq和RNAseq联合分析。

6)多样本三维结构差异分析：Compartment A/B、TAD、Loop差异分析。

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百迈客Hi-C文库制备心得

Hi-C文库的成功制备有利于染色体构建或染色体互作分析的顺利实施。百迈客在文库制备方面细心钻研，最终实现近100%的Hi-C高质量文库的建库成功率。

截止2017年底，百迈客Hi-C实验平台已积累了大量植物、动物（哺乳动物、昆虫、水生动物等）、微生物等的项目经验，现跟大家分享如下百迈客技术团队在Hi-C文库制备上的心得 —— 不足之处多多指教！！！

3.1 严把样品关

1)对常规样品的严格控制；

样本质量对文库制备及数据分析的结果是至关重要的，我们对样本的基本要求：在满足正常取样的前提下植物样品寄送活体，动物样品最佳为新鲜血液。此外，我们会对所有实验样品进行二次筛选，在样品选择上不应付、不马虎，以达到优中选优的高标准。

2)对疑难样品的不离不弃；

某些特殊样本可能很难达到我们的取样要求，比如：部分植物样品不易取样、样品量难以达到要求、样品生长较老等等；部分动物样品濒危难取、难以获得活体样品、样品个体太小等等。

但我们不会对这样的样品直接拒之门外，我们会针对样品的具体情况制定“定制化”的文库制备方案，从多角度，采用多种方法来解决此疑难项目。

3)对超难样品的刻苦钻研；

经验是逐步积累起来的，技术是慢慢摸索的，我们在遇到一些非常特殊的样品时不会因为没有尝试就轻言放弃。反之，我们会与老师沟通交流，了解样品相关背景，并在现有方案的基础上，结合文献及研发经验从多维度进行尝试，最终研发出一套针对“此种项目此种样品”的特异性方案。

3.2 技术路线多元化

不同物种、不同样品采用多种技术路线，以近似“定制化”的服务构建高质量的文库；

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百迈客Hi-C建库成果分享

I. 植物（被子植物、裸子植物、苔藓植物等）

百迈客 Hi-C平台在植物领域拥有非常丰富的项目经验，植物一次建库成功率在97%以上，可为您提供不同物种、不同样品状态（低龄幼苗、组培苗、成熟植株幼叶、成熟植株老叶片）的建库服务。很多物种所对应文库的Valid Interaction Pairs(%)值在80%以上，最高达92.61%，甚至一些多糖多酚物种（如药用植物等）文库的Valid Interaction Pairs(%)值也已经达到在75%及以上水平。

同时，基于丰富的项目经验，平台已帮助客户解决了不少疑难项目，其文库Valid Interaction Pairs(%)值也维持在较高水平。

II. 动物（哺乳动物、昆虫、水生动物等）

目前，百迈客 Hi-C平台在动物领域已实现多个技术突破，可为您提供不同物种、不同样品状态（冻存、活体）的建库服务。动物样品文库的Valid Interaction Pairs(%)平均值在60%，最高达86.68%。

III. 微生物（真菌）

百迈客 Hi-C平台在微生物领域也已实现多个技术突破，可为您提供不同物种的建库服务。如真菌样品文库的Valid Interaction Pairs(%)平均值在72%，最高达84.6%。

2018，百迈客 Hi-C服务平台

继续与您携手共进，

为您的科学研究锦上添花，

助您再创佳绩！！！

延伸阅读：

主要参考文献：

1.Lieberman-Aiden E, Van Berkum N L, Williams L, et al. Comprehensive mapping of long-range interactions reveals folding principles of the human genome[J]. science, 2009, 326(5950): 289-293.

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4.Dudchenko O, Batra SS, Omer AD, et al. De novo assembly of the Aedes aegypti genome using Hi-C yields chromosome-length scaffolds.[J]. Science , 2017.

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分子实验中心     刘福龑   于志强   穆西玉  |  文案

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