ChromatinKontaktkarten

ChromatinKontaktkarten sind grafische oder datenbasierte Darstellungen der räumlichen Nähe von Chromatinabschnitten im Zellkern. Sie entstehen aus Messungen der Genom-Topologie, die durch Chromosome Conformation Capture-Techniken wie Hi-C, 4C/5C oder Capture-C erzeugt und sequenziert werden. Die Rohdaten werden zu Kontaktmatrizen transformiert, in denen Zeilen und Spalten genomische Regionen repräsentieren und der Wert die Kontaktfrequenz zwischen ihnen angibt. Die Matrizen sind symmetrisch; zur Interpretation werden sie normalisiert, zum Beispiel mit ICE- oder ähnlichen Verfahren.

Aus Kontaktkarten lassen sich dreidimensionale Eigenschaften des Genoms ableiten, darunter Topologically Associating Domains (TADs), Chromatinloops und Compartments (A/B). Sie ermöglichen Einblicke in Long-Range-Interaktionen wie Promoter–Enhancer-Verbindungen und die Organisation von Genregulationslandschaften. Die Auflösung hängt von der Sequenzierleistung ab und reicht typischerweise von Kilobasen bis Megabasen; Einzelzell-Hi-C liefert zellenspezifische Karten, die aufgrund der geringeren Signale stärker rauschbehaftet sind.

Anwendungen umfassen Grundlagenforschung zur Genregulation, die Untersuchung von Entwicklung, Krebs- und Immunbiologie sowie die Interpretation großer Genomdatenbestände. Einschränkungen umfassen methodische Bias, begrenzte Auflösung, Rauschen, Kosten der Sequenzierung und zelluläre Heterogenität sowie zeitliche Dynamik der Interaktionen. Die Analyse erfordert spezialisierte Software und Dateiformate wie .hic (Juicer) oder .cool (Cooler). ChromatinKontaktkarten tragen so zum Verständnis der dreidimensionalen Genomorganisation und ihrer Auswirkungen auf Regulation und Funktion bei.