三维基因组学可能在哪些方向会有重要应用价值？

包括人在内，所有生物的基因组其实都像立体贺卡一样，是以三维空间构象存在于细胞核里的。

但是由于技术的限制，很久以来人们都只是在二维尺度研究基因组。跟本原因是传统方法必须要先将染色体的三维构象破坏，才能读出包裹在其中的信息。一般会使用超声波把染色体打成一定长度的碎片，再利用碎片间的对应关系拼接恢复基因组，这有点像拼图游戏。

但由于染色体的三维结构已经破坏，恢复的基因组信息就变成了二维化的，第三个维度的很多信息丢失了。

下图展示了染色体复杂的三维空间拓扑结构。圈1指示的是我们熟悉的DNA，尺度非常微小（2纳米左右），可以近似的认为是二维的。DNA像一条麻绳中最细小的纤维，这条麻绳不断的自组装，达到一定尺度后，会缠绕在一种叫做核小体的蛋白质上（图中棕色圆饼）。

这些缠绕了DNA麻绳的核小体，又会以更复杂的空间拓扑结构自组装成更粗的麻绳。就这样一层一层的组装，最终会形成直径1400纳米左右的染色体宏观结构。而我们人类的基因组，就包含23对这样的染色体。

如果你看明白了这张图，你就会明白，实际上在某些二维尺度上距离很远的DNA分子之间，在三维尺度却是相距很近的，所以从二维尺度不可能真正探究明白这些分子之间真正的相互关系。

而最新的三维基因组构象捕获技术，又叫Hi-C（Chromosome Conformation Capture, 3C）。可以还原染色体真正的三维结构，从而可以让科学家更深刻而准确地理解基因组的运作机理。

来源：基因谷

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