2022年2月22日，中国科学技术大学生命学院与医学部宋晓元课题组在Genome Research杂志在线发表了题为“NicE-C efficiently reveals open chromatin-associated chromosome interactions at high resolution”的研究论文。

基于染色质构象捕获（3C）及其相关技术的研究揭示了哺乳动物细胞内不同层次的染色质高级结构，包括染色质隔室（A/B compartments）、拓扑结构域（TADs）和染色质环（chromatin loops）。研究表明启动子与增强子间可以通过形成染色质环（E-P loops）来调控基因的表达。为了研究E-P loops及其在基因转录调控中的作用，promoter Capture Hi-C，OCEAN-C，Trac-looping 等方法陆续被开发出来用于特异性地富集与启动子或增强子相关的染色质相互作用。然而这些方法各自存在一些局限性。

在本研究中，研究人员通过结合染色质开放位点捕获技术NicE-seq和染色质相互作用捕获技术Hi-C的关键步骤，开发了一种实验流程相对简单、样品需求相对较少、测序深度相对较少的高效捕获染色质开放位点间染色质相互作用的NicE-C技术。

NicE-C技术的实验流程与Hi-C技术非常类似，关键在于用NicE-seq中使用的Nicking Enzymes替代Hi-C中使用的限制性内切酶进行染色质切割。在完成染色质切割后，对染色质进行末端修复并加dA尾，然后加入带有生物素标记的bridge linker进行连接，解交联后提取DNA并进行片段化，富集带有生物素标记的DNA片段后进行文库构建。NicE-C技术可以同时捕获ATAC-seq、NicE-seq等提供的染色质开放位点信息，并同时捕获这些染色质开放位点间的染色质相互作用（其中主要是增强子与启动子间的相互作用）。在完成NicE-C技术的开发后，研究人员利用NicE-C技术检测了TNF诱导前后的细胞和小鼠年轻和年老肾脏组织细胞的开放染色质相互作用图谱，发现NicE-C技术可以捕获到与基因表达变化密切相关的增强子-启动子间相互作用的动态变化。综上，本研究建立一种高效的开放染色质位点间染色质相互作用捕获的新技术NicE-C，并对其在捕获增强子-启动子间相互作用的动态变化方面的应用进行了初步的探索。

NicE-C技术的实验流程图

NicE-C检测年老（18月）和年轻（2月）小鼠肾脏组织细胞，上调基因Slc7a12的启动子在年老小鼠中有更多的相互作用，下调基因GM6300的启动子在年轻小鼠中有更多的相互作用。

中国科学技术大学宋晓元教授为该论文的通讯作者，中国科学技术大学宋晓元课题组博士后罗正誉，工程学院梁海弋课题组博士生张然，宋晓元课题组博士后胡腾飞为该论文的共同第一作者。该研究的合作者还包括中国科学技术大学姚雪彪教授、张智教授和安徽省精神卫生中心李文飞教授，并得到了合肥微尺度物质科学国家研究中心、中科大生命学院与安徽省精神卫生防治中心联合实验室、中央高校基本科研业务费和中国博士后科学基金的资助支持。

文章链接：

https://genome.cshlp.org/content/early/2022/02/01/gr.275986.121.full.pdf+html

（生命科学与医学部、合肥微尺度物质科学国家研究中心、细胞动力学教育部重点实验室、科研部）

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