Negli eucarioti, il genoma è diviso in cromosomi che occupano territori specifici nello spazio nucleare durante l'interfase1. La cromatina che forma i cromosomi può essere divisa in due stati principali: uno di cromatina accessibile che è trascrizionalmente permissiva e l'altro di cromatina compatta che è trascrizionalmente repressiva. Questi stati di cromatina si segregano e raramente si mescolano nello spazio nucleare, formando due compartimenti distinti nel nucleo2. Alla scala sub-megabase, i confini separano i domini delle interazioni cromatiniche ad alta frequenza, chiamati TAD, che segnano l'organizzazione cromosomica3,4,5. Nei mammiferi, i confini TAD sono occupati dalla coesina e dal fattore di legame CCCTC (CTCF)6,7,8. Il complesso della coesina estrude la cromatina e si ferma nei siti di legame CTCF che vengono disposti in un orientamento convergente nella sequenza genomica per formare anelli di cromatina stabili9,10,13,14. L'interruzione genetica del sito di legame del DNA CTCF ai confini o la riduzione dell'abbondanza di CTCF e della proteina coesina provoca interazioni anormali tra elementi regolatori, perdita di formazione di TAD e derregolazione dell'espressionegenica 9,10,11,13,14.
In Drosophila, i confini tra i TAD sono occupati da diversi AP, tra cui il fattore 32 kDa associato all'elemento limite (BEAF-32), la proteina legante Motif 1 (M1BP), la proteina centrosomiale 190 (CP190), soppressore dell'ala pelosa (SuHW) e CTCF, e sono arricchiti in modificazioni isoniche attive e polimerasi II16,17,18. È stato suggerito che in Drosophila, i TAD appaiono come conseguenza della trascrizione13,17, 19e l'esattoruolodegli AP indipendenti nella formazione dei confini e nelle proprietà di isolamento è ancora in fase di studio. Pertanto, se i domini in Drosophila sono l'unica conseguenza dell'aggregazione di regioni di stati trascrizionali simili o se gli AP, incluso il CTCF, contribuiscono alla formazione dei confini rimane da caratterizzare completamente. L'esplorazione dei contatti genomici ad alta risoluzione è stata possibile attraverso lo sviluppo di tecnologie di cattura della conformazione cromosomica abbinate al sequenziamento di nuova generazione. Il protocollo Hi-C è stato descritto per la prima volta con la fase di legatura eseguita "insoluzione" 2 nel tentativo di evitare prodotti di legatura spuri tra frammenti di cromatina. Tuttavia, diversi studi hanno indicato la realizzazione che il segnale utile nei dati proveniva da prodotti di legatura formati in nuclei parzialmente llysed che non erano insoluzione 20,21.
Il protocollo è stato quindi modificato per eseguire la legatura all'interno del nucleo come parte dell'esperimento Hi-C a cellula singola22. Il protocollo Hi-C in-nucleus è stato successivamente incorporato nella popolazione cellulare Hi-C per produrre una copertura più coerente su tutta la gamma di distanze genomiche e produrre dati con meno rumore tecnico23,24. Il protocollo, qui descritto in dettaglio, si basa sul protocollo Hi-C23, 24 in-nucleus di popolazione ed è stato utilizzato per studiare le conseguenze della rimozione genetica di motivi leganti il DNA per CTCF e M1BP da un confine di dominio al locus del gene Notch in Drosophila25. I risultati mostrano che l'alterazione dei motivi di legame del DNA per gli AP al confine ha conseguenze drastiche per la formazione del dominio di Notch, difetti topologici più grandi nelle regioni che circondano il locus di Notch e la derregolazione dell'espressione genica. Ciò indica che gli elementi genetici ai confini del dominio sono importanti per il mantenimento della topologia del genoma e dell'espressione genica in Drosophila25.