Diretrizes para Submissão de Amostras
O que é a Sequenciação Hi-C?
O DNA e os cromossomas ocupam o espaço 3D dentro do núcleo. Enquanto a informação genética é armazenada de forma linear, a expressão genética, a regulação e as interacções entre potenciadores e promotores ocorrem dentro de estruturas de cromatina intrincadamente dobradas. Esta organização espacial influencia fundamentalmente a função genómica.
A tecnologia Hi-C é um método poderoso utilizado para capturar a arquitetura tridimensional dos genomas, mapeando as interações da cromatina dentro do núcleo. O processo começa com a ligação cruzada das conformações da cromatina nuclear, o que ajuda a preservar a disposição espacial das regiões da cromatina próximas umas das outras. Em seguida, é realizada a digestão com enzimas de restrição para quebrar a cromatina em fragmentos menores, seguida pela ligação de proximidade, uma técnica que facilita a junção de fragmentos que estavam em contato espacial próximo. Os fragmentos quiméricos resultantes são então submetidos a sequenciação de alto rendimento, permitindo a geração de grandes quantidades de dados que representam as interações da cromatina. Finalmente, a reconstrução bioinformática é utilizada para processar esses dados e construir um mapa de interações espaciais em todo o genoma, ajudando os pesquisadores a identificar elementos regulatórios chave e mecanismos estruturais que influenciam a função genómica. Esta abordagem abrangente permite uma compreensão mais profunda de como o genoma está organizado e como a sua configuração espacial impacta a regulação gênica e os processos celulares.
Houda Belaghzala, Job Dekker, et al. "Hi-C 2.0: Um procedimento Hi-C otimizado para mapeamento de alta resolução da conformação dos cromossomas em todo o genoma." Métodos 123 (2017)
Aplicações da Sequenciação Hi-C?
Desbloqueie insights críticos sobre a arquitetura do genoma com sequenciação Hi-C. Na CD Genomics, a nossa plataforma permite que os investigadores explorem a regulação génica, mapeiem interacções de cromatina e descubram variações estruturais em 3D em vários contextos biológicos.
- Mecanismos de Regulação Génica
Construa mapas de interação em todo o genoma para identificar elementos regulatórios distais e elucidar os papéis dos compartimentos, TADs e laços de cromatina.
- Biologia Sintética
Caracterize a organização espacial e a dinâmica funcional dos sistemas genómicos engenheirados.
- Montagem do Genoma a Nível de Cromossoma
Escaffold contigs utilizando padrões de interação da cromatina (intra-cromossómica > inter-cromossómica; decaimento dependente da distância).
- Faseamento de Haplótipos
Gerar montagens em fases usando SNPs heterozigóticos e cispares de leitura ligadas.
- Investigação em Doenças e Cancro
Integrar a genómica 3D com multi-ómi cas (WGS/RNA-seq/ATAC-seq) para desvendar os mecanismos da doença.
- Diferenciação Celular
Perfilar a dinâmica da cromatina ao longo dos estágios de desenvolvimento ou condições ambientais.
- Resposta ao Stress das Plantas e Características Agronómicas
Correlacione variações estruturais da cromatina com conjuntos de dados transcriptómicos/epigenéticos sob stress biótico/abiótico.
- Adaptação Microbiana
Reestruturação 3D do mapa (fronteiras CID/TAD) em bactérias/fungos sob pressão seletiva para revelar mecanismos de resistência.
- Genómica Pan-3D
Defina variações estruturais (compartimentos, TADs) em pan-genomas para caracterizar a diversidade funcional em 3D.
Opções de Serviço de Sequenciamento Hi-C
A CD Genomics oferece uma variedade de tipos de serviços de sequenciação Hi-C flexíveis para atender a diferentes objetivos de pesquisa e requisitos orçamentais:
| Tipo de Serviço | Melhor Aplicação | Benefício Principal |
|---|---|---|
| Sequenciação Hi-C Padrão | Montagem do genoma, análise de TAD/compartimentos. | Abrangente: Visão global da arquitetura da cromatina. |
| Captura Hi-C (Dirigida) | Estudando promotores específicos ou loci de doenças (≤6Mb). | Alta Resolução: Cobertura mais profunda de loops com menor custo/ruído. |
| Meta Hi-C (3C) | Comunidades microbianas complexas. | Escaffoldagem Metagenómica: Atribuir plasmídeos/fagos a genomas hospedeiros específicos. |
Fluxo de Trabalho do Serviço de Sequenciamento de Genoma Completo
Na CD Genomics, oferecemos um serviço de sequenciação integrado, do início ao fim, projetado para garantir resultados consistentes e de alta qualidade. O nosso fluxo de trabalho padronizado — desde a submissão da amostra até a entrega dos dados — é construído para apoiar a reprodutibilidade, simplificar a investigação e acelerar a descoberta em todos os tipos de estudos genómicos.
Como Fazemos Isso:
EntrelaçamentoNós "congelamos" o núcleo para preservar estruturas de cromatina em 3D.
Digestão e LigaçãoA cromatina é digerida e religada, unindo cadeias de ADN que estão fisicamente próximas em espaço 3D, mesmo que distantes na sequência linear.
Sequenciação e MapeamentoAs bibliotecas quiméricas resultantes são sequenciadas para gerar um mapa de contacto a nível genómico.
Nota TécnicaOs nossos protocolos Hi-C otimizados reduzem o ruído de fundo e garantem a deteção de alta resolução de Domínios Associativos Topológicos (TADs) e laços de cromatina.
Análise Bioinformática de Sequenciamento Hi-C
A CD Genomics oferece soluções abrangentes e flexíveis. serviços de análise bioinformática, variando desde o processamento de dados básico até análises personalizadas avançadas.
A Análise Padrão Inclui:
Controlo de Qualidade (Taxa de Interação, pares válidos).
Geração de Mapa de Calor de Interação (Global e Local).
Identificação de Compartimentos A/B.
Análise de Chamadas TAD e Análise de Limites.
Análise Avançada/Personalizada:
Topologia DiferencialCompare as estruturas da cromatina entre condições (por exemplo, Tratado vs. Controlo).
Integração Multi-ÓmicaSobreponha os loops Hi-C com dados de expressão de RNA-seq ou picos de acessibilidade de ATAC-seq.
Modelagem 3DReconstrução computacional da estrutura física do genoma.
O seu Pacote de Dados
Dados Brutos: arquivos FASTQ.
Dados Mapeados: Ficheiros BAM/VCF.
VisualizaçãoMapas de calor de interação, gráficos TAD e gráficos Circos.
RelatórioRelatório PDF abrangente com métodos e citações.
Requisitos de Amostra
| Tipo de Amostra | Quantidade Mínima |
|---|---|
| Linhas celulares | ≥ 106 células |
| Sangue (EDTA) | ≥ 1 mL |
| Tecido Animal | ≥ 1 g (músculo, fígado) |
| Tecido Palente | ≥ 2 g (folhas jovens frescas) |
Dicas:
- Congele rapidamente amostras frescas em nitrogênio líquido e envie em gelo seco.
- Serviços de extração de ADN disponíveis mediante solicitação.
- Para tipos de amostras especiais ou cenários de baixo input, contacte-nos para um plano personalizado.
Por que escolher a CD Genomics para sequenciação Hi-C?
A CD Genomics oferece serviços de sequenciação Hi-C de última geração com tecnologia líder na indústria e suporte bioinformático abrangente. A nossa equipa de especialistas garante resultados precisos, entrega atempada e um serviço ao cliente excecional, tornando-nos um parceiro de confiança para todas as suas necessidades de investigação genómica.
- Tecnologia de Ponta:
A CD Genomics utiliza as mais recentes plataformas de sequenciação de próxima geração (NGS), garantindo alta precisão, alta resolução e dados fiáveis que satisfazem as necessidades da investigação genómica de ponta.
- Apoio Bioinformático Abrangente:
A nossa equipa de bioinformática especializada fornece uma análise detalhada de dados de sequenciação, incluindo mapeamento de interacções de cromatina, modelagem do genoma em 3D e análise estatística, ajudando-o a compreender estruturas genómicas complexas.
- Opções de Serviço Personalizáveis:
Entendemos que cada projeto de pesquisa é único. É por isso que oferecemos opções de sequenciação Hi-C flexíveis—variando de soluções padrão a de alta resolução e personalizadas—adaptadas às suas necessidades de pesquisa específicas e ao seu orçamento.
- Orientação Especializada Durante Todo o Processo:
A nossa equipa de investigadores experientes e bioinformáticos apoia-o do início ao fim. Desde a preparação de amostras de ADN até à interpretação dos resultados, garantimos que recebe o mais alto nível de especialização em cada etapa do processo.
- Apoio ao Cliente Inigualável:
Com uma abordagem centrada no cliente, oferecemos um serviço personalizado e aconselhamento especializado. A nossa equipa está sempre disponível para responder a perguntas e fornecer apoio, garantindo uma experiência fluida e sem interrupções para cada cliente.
Referências:
- Houda Belaghzala, Job Dekker, et al. "Hi-C 2.0: Um procedimento Hi-C otimizado para mapeamento de alta resolução da conformação dos cromossomas em todo o genoma." Métodos 123 (2017): 56-65 https://doi.org/10.1016/j.ymeth.2017.04.004
- Erez Lieberman-Aiden, Nynke L. van Berkum, et al. "Mapeamento Abrangente de Interações de Longa Distância Revela Princípios de Enovelamento do Genoma Humano." Science 326, n.º 5950 (2009): 289–293. https://doi.org/10.1126/science.1181369
- Schöpflin, Robert, et al. "Integração de Hi-C com sequenciação de genoma de leituras curtas e longas revela a estrutura de genomas rearranjados da linha germinativa." Nature Communications 13.1 (2022): 6470. DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-022-34053-7
- Xiaofei Zeng, Zili Yi., et al. "Estruturação a nível de cromossoma de montagens resolvidas por haplótipos utilizando dados Hi-C sem genomas de referência." Nature Plants (2024): 39103456. https://doi.org/10.1038/s41477-024-01755-3
- Keerthivasan Raanin Chandradoss, Prashanth Kumar Guthikonda, et al. "Visibilidade enviesada em conjuntos de dados Hi-C marca estados de cromatina condensada e descondensada regulados dinamicamente em todo o genoma." BMC Genomics 21 (2020): 175. https://doi.org/10.1186/s12864-020-6580-6
Demonstração
Figura 1: Fluxo de Trabalho Integrado Hi-C e Métricas de Controlo de Qualidade
Figura 2: Paisagem Global da Compartimentalização e Topologia da Cromatina.
Figura 3: Resolução de Escala Fina dos Domínios Associativos Topológicos (TADs) e Interpretação Funcional.
Perguntas Frequentes
1. Por que é importante a investigação em Genómica 3D?
Enquanto a informação genética está codificada na sequência linear do genoma, a expressão génica, a regulação e as interacções entre genes e elementos reguladores ocorrem dentro da complexa estrutura tridimensional da cromatina. Esta disposição espacial desempenha um papel fundamental na expressão génica, influenciada por vários elementos reguladores. Portanto, estudar a conformação 3D do genoma é essencial para compreender os mecanismos regulatórios que controlam a expressão génica.
2. O Hi-C Requer Replicados Biológicos? Qual é o Volume de Dados Necessário?
Com base na pesquisa atual, recomenda-se realizar Hi-C com dois replicados biológicos. A profundidade de sequenciação para cada amostra depende da resolução necessária, variando tipicamente de 100x a 300x de cobertura do genoma.
3. O Que Significam Alguns Termos Chave em Genómica 3D?
1) território de cromatina: O domínio espacial ocupado pela cromatina dentro do núcleo.
2) compartimento: Regiões de cromatina, classificadas em compartimentos A (eucromatina) e B (heterocromatina) em organismos superiores.
3) TAD: Uma região dentro do genoma onde os genes interagem frequentemente entre si, enquanto as interações com genes de outros TADs são mínimas. Estes domínios são geralmente isolados uns dos outros.
4) laço: Laços de cromatina formados por interações entre dois genes, resultando numa estrutura circular de cromatina, observada em alta resolução.
5) interação cisintra-cromossómica: Interacções entre genes localizados no mesmo cromossoma.
6) interação transintercromossómica: Interações entre genes localizados em cromossomas diferentes.
4. Como Devem Ser Submetidas Amostras com Baixo Número de Células?
Para amostras com baixo número de células, suspenda a amostra em 10 µL de PBS utilizando tubos de PCR de baixa adesão para minimizar a perda da amostra. Congele a amostra rapidamente em nitrogénio líquido e envie-a em gelo seco.
5. Quais são as Vantagens e Desvantagens da Captura de Promotores Hi-C em Comparação ao Hi-C?
Vantagens1) Com a mesma quantidade de dados, o Promoter Capture Hi-C fornece uma cobertura mais profunda das regiões-alvo, oferecendo dados de interação mais detalhados. 2) Comparado aos dados de interação em todo o genoma do Hi-C, o Promoter Capture Hi-C tem menos ruído de fundo, maior resolução e estruturas de laço mais distintas e abundantes. Desvantagens1) O Promoter Capture Hi-C apenas captura interacções envolvendo promotores e não fornece dados abrangentes de interacção em todo o genoma.
6. Qual é o Fluxo de Trabalho Experimental para Captura de Promotores Hi-C?
Reparação de extremidades por ligação cruzada (marcação com biotina) - Ligação, Fragmentação e captura de biotina - Preparação de biblioteca de próxima geração - Hibridização e captura de sondas - Construção de biblioteca Hi-C de captura de promotores
