organizarea genomului în spațiul nuclear este nonrandom și afectează funcțiile genomului, inclusiv transcrierea, replicarea și repararea. Regiuni genomice specifice, din cromozomi identici sau diferiți, se asociază frecvent fizic între ei și cu structuri nucleare, dând naștere unui nucleu complex compartimentat. Exemple de interacțiuni ale genomului sunt asocierea unui potențiator cu un promotor sau gruparea genelor, cum ar fi genele ADNR în nucleol. Interacțiunile genomului au fost studiate în mod tradițional folosind hibridizarea fluorescentă in situ (FISH), care permite vizualizarea relației spațiale dintre gene distincte sau regiuni ale genomului. Limitările acestei metode sunt că numai interacțiunile cunoscute pot fi interogate, doar foarte puțini loci pot fi sondați într-un experiment, iar rezoluția este limitată la Optica microscopului.
familia tehnicilor de captare a conformației cromozomiale este un set de abordări biochimice pentru a determina interacțiunea fizică a regiunilor genomului. Abordările tehnologiei C implică invariabil cinci etape: (1) Fixarea formaldehidei la cromatina reticulată la locurile de interacțiune fizică, (2) scindarea cromatinei prin enzimă de restricție sau Sonicare, (3) ligarea în condiții diluate favorizând ligarea între capetele ADN capturate pe același complex peste ligări din coliziuni aleatorii, (4) detectarea joncțiunilor de ligare folosind etape variabile de biologie moleculară în funcție de varianta metodelor și (5) analiza computațională pentru a determina frecvențele de interacțiune captate în ligarea cromatinei reticulate.
tehnologiile C (3c, 4c, 5c, Hi-C) diferă în ceea ce privește modul lor de detectare și domeniul de aplicare a interacțiunilor pe care le pot sonda. Metoda 3C testează interacțiunea dintre două site-uri cunoscute din genom, 4C permite sondarea interacțiunilor necunoscute ale unei secvențe de momeală cunoscute, 5c identifică toate regiunile de interacțiune într-un domeniu dat al genomului, iar Hi-C sondează toate interacțiunile care apar într-un mod imparțial la nivelul genomului. Variante suplimentare (ChIA-PET, Chip-Loop) încorporează o etapă de precipitare a proteinelor, permițând identificarea interacțiunilor genomului care implică o proteină specifică de interes. Alegerea metodei depinde în mare măsură de natura specifică și de domeniul de aplicare al problemei biologice, dar și de disponibilitatea resurselor, inclusiv cantitatea de materie primă și capacitatea de secvențiere. Au fost dezvoltate multe derivate ale tehnicilor c standard, adesea inspirate de întrebarea biologică specifică abordată sau cu scopul de a îmbunătăți specificitatea sau de a reduce fundalul.
tehnologiile C sunt metode bazate pe populație. Ele produc probabilități relative de contact, mai degrabă decât frecvențe absolute de contact. Natura bazată pe populație se datorează faptului că fiecare locus genomic oferă o joncțiune de ligare pereche într-o singură celulă. Pentru a permite o acoperire ridicată și o evaluare cantitativă a profilurilor de contact, trebuie incluse și combinate în fiecare experiment mii până la milioane de echivalenți ai genomului (celule) care conțin mai multe joncțiuni de ligare. Corelațiile dintre contactele C și ADN-ul peștilor au indicat că o asociere interchromozomală care apare la 3% -5% din celulele dintr-o populație va fi de obicei detectată ca fiind pozitivă în majoritatea metodelor C. Asociațiile mai frecvente duc, în general, la semnale mai puternice; cu toate acestea, puterea semnalului poate reflecta, de asemenea, afinitatea interacțiunilor fizice și nu frecvența acestuia.
un pas critic în analiza datelor este de a determina dacă o interacțiune, detectată ca o joncțiune de ligare, este specifică. Frecvența de contact scade exponențial și este invers legată de distanța genomică liniară până la câțiva Mb distanță de punctul de referință. Prin urmare, frecvența unui contact specific în vecinătatea unui locus este de așteptat să fie mai mare decât fundalul coliziunilor aleatorii. Un bun indicator al specificității dincolo de intervalul Mb este detectarea unei interacțiuni date ca grupuri de semnale din fragmente de restricție adiacente.
rezoluția metodelor C este determinată de natura enzimei(enzimelor) de restricție utilizate și, în cazul metodelor care utilizează secvențierea pentru detectare, de asemenea, de numărul de citiri de secvențiere. Frecvența secvențelor de recunoaștere a unei endonucleaze cu patru perechi de baze (bp) este, în principiu, de șaisprezece ori mai mare decât frecvența secvenței de recunoaștere a unui tăietor cu șase bp. Utilizarea unui tăietor de patru bp este de așteptat să crească rezoluția contactelor din intervalul Mb, unde sunt capturate mai multe evenimente de ligare pentru contacte specifice și coliziunile de fundal. Dincolo de acest interval, cu toate acestea, în cazul în care grupurile de fragmente de restricție definesc regiuni de contact în intervalul de zeci până la sute de kb, avantajul utilizării unui tăietor de patru bp este de așteptat să fie diminuat. Deși multe teste la nivel de genom au folosit microarrays dedicate, secvențierea hi-throughput devine metoda de alegere pentru detectarea globală a joncțiunilor de ligare. Adâncimea de secvențiere este o barieră tehnică pentru rezoluție în unele abordări, cum ar fi Hi-C și ChIA-PET. Tehnologiile bazate pe PCR depășesc această limitare prin amplificarea unui subset de contacte, cu compromisul acoperirii reduse. Natura pereche a produselor de ligare impune o putere de două relații între creșterea rezoluției și creșterea adâncimii de secvențiere necesare. Acoperirea genomică pe adâncimea de secvențiere depinde și de dimensiunea genomului inspectat. De exemplu, puterea de secvențiere similară oferă zeci de rezoluții de contact kb în drojdie, dar numai rezoluția Mb în genomul uman.