真核生物的染色质结构与核内基因组的活动有着密切的关系,例如影响着基因的表达、DNA复制以及基因组稳定性等。染色质结构研究的一个重要的方面是染色质纤维的相互作用,因为染色质相互作用和基因的表达调控有强的关联。目前,用于研究染色质相互作用的手段有基于光学显微镜的图像方法和基于染色质构象捕获技术(Chromosome Conformation Capture,简写为3C)。3C技术主要用于研究基因组上给定两个染色质位点的相互作用关系,目前被广泛地用于细菌、微生物及高等真核生物中,现在已经是研究染色质结构的标准工具。3C技术具有远高于光学显微镜的分辨率,达到千核苷酸碱基对的水平,其分辨率主要限制于限制性内切酶在基因组上剪接位点的密度。基于3C,人们开发了一系列的衍生技术,包括用于研究特定蛋白绑定的相互作用技术,如ChIP-loop、CHIP-PET,和用于更高的通量的技术,如4、5C、Hi-C。目前这些高通量的3C技术变体都存在在系统性偏差,例如限制性内切酶在基因组上的密度、技术偏差等限制。由于目前Hi-C分辨率通常只有能达到～10kb,而具体调控元件的尺度远小于这个范围,因此对于构建精确的远端调控元件之间的相互作用模型来说,高精度的3C数据仍然十分重要。因此我们通过文献挖掘的手段建立了一个涵盖当前所有发表的3C相互作用的数据库(3CDB:http://3cdb.big.ac.cn).通过对Pubmed 和 Google Scholar的检索,我们过滤了6000多篇文献,并从中获得3319条相互作用数据,其中涵盖17个物种、308个细胞系。另外,由于3C技术在长期的发展过程中不同实验室的具体实验步骤和标准的不统一,直接对来自不同文献的3C数据进行比较是不恰当的。为了解决这一问题,我们建立了一套评分体系,以期对3C数据的真实性、可靠性给予等级评分。通过这一评分体系,我们认为在同一评分标准下的3C数据将具有相对可比较的价值。肿瘤细胞在体内的微进化过程中,其细胞核内的组织结构会发生重大的变化。然而在这个过程中染色质构象的变化还没有被很好的研究。利用本组开发的新工具(Chromatin Interaction Site Detector, CISD),本课题研究了人乳腺上皮细胞株(MCF10A)在小鼠中异种移植的过程染色质构象变化的一个侧面,即核小体排列分布的动态。肿瘤细胞的小鼠异种移植是一种常见的肿瘤微进化模型。我们从中山大学贺雄雷实验室获得了人乳腺上皮细胞株(MCF10A)在小鼠异种移植过程的Mnase-seq和转录组数据。利用CISD技术,我们检测全基因组核小体排列分布的改变,并进一步推断了染色质构象的改变。我们发现,核小体排布差异性片段(MSD)与基因表达的差异具有强相关性。同时长MSD片段与短MSD片段在活性表达的基因区富集也是有差异,长片段更多的富集在活性的表达的基因区。这表明长MSD片段与短MSD片段可能是不同的核小体排布模式,且和基因表达相关。这两种MSD片段是否与基因的组织特异性表达相关仍需要进一步探索。