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2018年4月26日，一种名为DLO Hi-C（digestion-ligation-only Hi-C）的全基因组染色体构象捕获技术发表在NatureGenetics上，该技术相对于传统的全基因组染色体构象捕获技术HiC而言更加高效简单，仅需要两轮的消化连结过程（即digestion-ligation），无需生物素（biotin）标记，未连结的DNA也可以被有效地去除，极大提高染色体构想捕获效率。那么除了DLO Hi-C和Hi-C之外都还有哪些染色体构象捕获技术来检测3D基因组结构呢，现在来盘点一下，目前已有的技术种类。
目前3D基因组结构的检测是基于染色体构想捕获技术，即所谓的3C技术（Chromosome conformation capture technologies），而3C技术可以根据染色质互作的类型大致分为五种，分别是“1versus 1”、“1versus Many/All”、“Manyversus Many”、“Manyversus All”、“Allversus All”。其中“1”、“Many”以及“All”代表的是在一次实验中所涉及到的位点，比如说“1versus All”的意义就是该次实验调查的是一个位点和全基因组中所有可能潜在互作位点之间的互作情况，再比如说“Allversus All”的意义是全基因组的所有位点之间的所有互作情况。最新的DLO Hi-C以及Hi-C 技术就属于全基因组范围内进行所有互作位点检测的类型，即“Allversus All”。
下面将会以这五类中的典型技术进行展开介绍：
1、“1 versus 1”
最早的3C技术于2002年发表于Science，题为“Capturingchromosome conformation”，即为3C技术，是目前所有染色体构想捕获技术的基础，如图1所示。经过特定酶消化切割成特定片段（Digestionby restriction enzyme）之后，再根据距离将邻近的酶切位点绑定（Proximityligation）,在经过反向交联（Reverse crosslinking）之后，再通过qPCR的方式将每一对互作位点进行确认，每次只能进行一次确认，因此为“1versus 1”。
图1 染色体构象捕获技术示意图（3C.basedapproaches to study chromatin architecture）
2、“1 versus Many/All”
4C（Chromosome conformation capture-on-chip）技术是3C的升级版，是1对多的典型技术。文章“Nuclear organization of active and inactive chromatin domains uncovered bychromosome conformation capture-on‑chip (4C)”于2006年发表在Naturegenetics上。在图1中可以看到，在反向交联（Reversecrosslinking）之前的技术步骤，4C、5C、Capture-C均是和3C是一样的。在4Cprotocol中，通过第二轮的消化(Digestion)和绑定（Ligation）增加了互作分辨率，再通过对特定位点的引物来进行反向PCR，从而检测特定位点和全基因组潜在互作位点的互作情况。
3、“Many versus Many”
多对多技术将会介绍5C和ChIA-PET两项技术。
5C（Chromosome conformation capture carbon copy ）技术，也是基于3C技术的另一升级版，文章“Chromosome conformation capture carbon copy (5C): a massively parallel solutionfor mapping interactions between genomic elements” 于2006年发表在GenomeResearch。从文章标题就可以看出，5C的通量较之前的3C和4C的通量开始增大，在5C技术中，通过控制引物和限制内切酶位点在邻近的两个末端接口处有重叠才进行扩增和测序从而实现通量的增大。
ChIA-PET（Chromatin interaction analysis paired-end tagsequencing）技术和之前的3C为基础的技术有些不同，在于第一步对于互作位点的DNA破碎不是通过限制内切酶进行消化而是利用超声波击碎。然后再对关注互作区段进行富集，然后再对这些互作区段进行消化连结，提取含有接头的双端序列（pairedend tags, PETs）进行互作检测。
4、“Many versus All”
Capture‑C（Chromosomeconformation capture coupled with oligonucleotide capture technology）技术同样也是以3C技术为基础进行升级的技术，文章“Analysisof hundreds of cis-regulatory landscapes at high resolution in a single,high-throughput experiment”于2014年发表在NG。最大不同是在互作片段对的捕捉技术上，Capture-3C是利用生物素标记反向互补到限制内切酶切点，从而进行对所有感兴趣的互作位点和全基因组位点之间互作对之间的捕捉。
图2 DLOHi-C技术流程（Flowchartof the digestion-ligation-only Hi-C method）
5、“All versus All”
在DLO Hi-C之前，HiC（Genome-wide chromosome conformation capture）技术是近几年最火的全基因组3D基因组测序技术，不仅可以用与检测全基因组的3D基因组结构和染色质互作，同时还可以用于辅助基因组组装等。Hi-C技术的出现对于3D基因组结构探索具有里程碑意义，Hi-C文章“Comprehensive mapping of long-rangeinteractions reveals folding principles ofthe human genome”于2009年发表于Science，这篇文章首次报导了全基因组染色体构想捕获技术, 同时还首次报导了人类基因组核染色质中A和B两类区域，分别代表着基因组中共区域化的活跃和抑制的区域。
而DLO Hi-C技术更像是HiC技术的一个升级优化，如图2所示，DLO Hi-C技术通过简化流程，仅用两轮高效的消化连结，不需要HiC技术中的生物素标记和打断(pull-down)步骤，从而提高效率。相信DLO Hi-C技术的出现会对于基因组三维结构的研究，包括基因组构成、基因调控、基因组组装等带来由于技术的进步而得到的提升，也特别希望受限于物种特异性的许多物种而无法进行HiC技术的建库测序也能通过类似DLO Hi-C这样的技术提升而得到解决。
另外3D基因组大牛也有视频啊，请点击：
参考文献：
1. Lin, D., Hong, P., Zhang, S., Xu, W., Jamal,M., Yan, K., Lei, Y., Li, L., Ruan, Y., Fu, Z. F., et al. (2018).Digestion-ligation-only Hi-C is an efficient and cost-effective method forchromosome conformation capture. Nat. Genet. Advance Access published 2018,doi:10.1038/s41588-018-0111-2.
2. Schmitt, A. D., Hu, M., and Ren, B. (2016).Genome-wide mapping and analysis of chromosome architecture. Nat. Rev. Mol.Cell Biol. 17:743–755.
3. Bonev, B., and Cavalli, G. (2016). Organizationand function of the 3D genome. Nat. Rev. Genet. 17:772–772.
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