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        细菌是地球上数量最多的生物，相对于动植物，细菌的基因组和三维结构均比较简单，有的细菌基因组大小只有几百kb。然而，细菌也自有一套独特的基因组三维结构，这些细小的原核生物也同样精密的调控着自身基因表达的生命过程。通过Hi-C技术可以研究物种的基因组三维结构及调控基因表达的分子机制，这在动植物中已有较多研究，但在细菌中研究还较少，虽然目前已发表的细菌Hi-C文献尚且不超过十篇，然而相比微生物领域的常见期刊，细菌Hi-C文章的水平却高出很多，以CNS及其子刊居多。

        目前，越来越多研究细菌的老师开始关注Hi-C，永利集团3044也已承接了多种细菌的Hi-C课题。根据我们的经验，细菌Hi-C实验并不比动植物的简单，因为细菌没有细胞核和核小体结构，基因组以拟核的形成裸露在细胞中，DNA开放区域多，结合在DNA上的蛋白较少，这就使得细菌的基因组三维结构“稳定性”较差，且容易受到内源酶和外界因素的破坏和降解。如何使得基因组结构保持稳定且不被降解，这是Hi-C实验过程中的关键。我们通过大量的实验探索成功的克服了这些问题，将细菌Hi-C实验技能练就得炉火纯青，为了避免研究细菌基因组三维结构的各位老师们在实验上少走弯路（其实是为了给永利集团3044打广告），接下来我们将透露一些“秘密”给大家，请笑纳：

01 取样时期

        若所研究的科学问题与细菌的培养时期无关，我们建议样品选取处于指数生长期的细菌，此时细胞活性较高，DNA不易降解。而衰亡期的样品中存在较多衰老的甚至濒临裂解死亡的菌体，在Hi-C实验之前DNA就可能已经降解了。如下图中展示的衰亡期1和2的样品在进行Hi-C建库过程中无法回收到有效的酶切产物和连接产物，处于指数生长期的样品则建库结果正常。

02  实验参数

        实验过程中会用到很多种试剂，一个不起眼的小试剂也可能决定着实验成败。甲醛作为固定细胞三维结构的试剂，起着关键作用，甲醛可以使DNA和蛋白结合产生稳定的DNA-蛋白复合物，从而固定染色体构象，但甲醛的存放不宜过久。我们曾经接收过某位客户自己交联的样品，寄送给我们之后，后续实验我们尝试多次都出现问题，主要表现为酶切后降解严重，后来客户向我们反馈他们使用的甲醛以及甘氨酸存放了多年，我们猜测这可能是问题所在。于是请客户重新使用新配制的甲醛进行交联，后续酶切连接过程则非常顺利了（此外，细菌甲醛交联的条件不同于动植物，这个“秘密”暂时不告诉大家）。

DNA降解的样品

新试剂处理后的成功样品

        从上图可以看出，使用新配制的甲醛交联后重新进行实验，酶切连接的降解问题得到了解决，酶切条带与解交联的gDNA条带相比明显下移，连接条带较酶切条带明显上移，堪称一个完美的Hi-C建库电泳质控图。

03 数据质控

        Hi-C实验的质量是数据分析的基础，好的实验结果代表着好的分析结果，实验结果不仅仅体现在电泳质控胶图上（交联、酶切、连接效果均良好），更体现在数据分析的质控结果上。我们曾经遇到过一些“难啃的骨头”，某些“奇葩细菌”的Hi-C文库质控结果不好的时候，从数据分析的互作heatmap上就可以很直观的看出来，如下图所示对角线部分看不到明显的互作富集，全基因组背景噪音严重，反映出基因组DNA降解和酶切片段的随机连接，这样的结果是不可用的。

合格的细菌互作图谱

        永利集团3044致力于提供高质量的三维基因组Hi-C等技术，目前已完成近百个物种的基因组三维结构解析，包括条件致病菌、活性代谢产物生产菌、极端抗逆菌、发酵菌等多种原核细菌的Hi-C。我们期待着能够揭晓更多的细菌基因组三维结构，研究其与特殊性状之间的关系，使人们能够更加深入的理解三维结构与基因表达的调控关系，以期解决当前细菌耐药性、致病菌的易传播性、逆境下的高存活性、次级代谢产物积累的负反馈调节性等问题。

        永利集团3044承接“千奇万异”的细菌Hi-C样品，助力您快速深入的解决科学问题，来者不拒！