Single-cell Hi-C reveals cell-to-cell variability in chromosome structure.
Single-cell Hi-C reveals cell-to-cell variability in chromosome structure.
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大规模的染色体结构和空间核排列与基因表达和DNA复制和修复的控制有关。基于染色体构象捕获的基因组技术同时评估数百万个基因座的接触，但通过平均数百万个细胞核的染色体构象来进行。在这里，我们介绍单细胞Hi-C，结合全基因组的统计分析和单拷贝X染色体的结构建模，以显示单个染色体在兆尺度上保持结构域组织，但在更大尺度上显示可变的细胞间染色体领土结构。尽管这种结构的随机性，本地化的活性基因域的边界领土是一个标志性的染色体构象。单细胞Hi-C数据弥合了目前染色体的基因组学和显微镜研究之间的差距，展示了模块化组织如何构成动态染色体结构的基础，以及这种结构如何与基因组活动模式概率相关。
Large-scale chromosome structure and spatial nuclear arrangement have been linked to control of gene expression and DNA replication and repair. Genomic techniques based on chromosome conformation capture assess contacts for millions of loci simultaneously, but do so by averaging chromosome conformations from millions of nuclei. Here we introduce single cell Hi-C, combined with genome-wide statistical analysis and structural modeling of single copy X chromosomes, to show that individual chromosomes maintain domain organisation at the megabase scale, but show variable cell-to-cell chromosome territory structures at larger scales. Despite this structural stochasticity, localisation of active gene domains to boundaries of territories is a hallmark of chromosomal conformation. Single cell Hi-C data bridge current gaps between genomics and microscopy studies of chromosomes, demonstrating how modular organisation underlies dynamic chromosome structure, and how this structure is probabilistically linked with genome activity patterns.
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