#paper doi: 10.1186/s13059-020-02167-0 Genome Biology, 2020, Mustache: multi-scale detection of chromatin loops from Hi-C and Micro-C maps using scale-space representation。染色质环是染色质空间构象的重要组成部分，也是启动子-增强子相互作用的重要物理背景。基于Hi-C数据的染色质环检测是当前三维基因组学的重要命题。本文立足于计算机视觉中的尺度稳定斑点检测技术开发了一种高灵敏度，高稳定的基于染色质相互作用图谱的染色质环检测算法。该算法是局部最大值搜索这一思路的最新作品，能在保证染色质换检测准确度的前体下大幅度提高其灵敏度。其综合性能为此类算法中最优者。

#paper doi: 10.1016/j.celrep.2020.108206 Cell Reports, 2020, tagHi-C Reveals 3D Chromatin Architecture Dynamics during Mouse Hematopoiesis。高通量染色质构象捕获技术（Hi-C）一直受限于对样品量的高要求而在一些只有有限样品的场景中应用受限。本文作者介绍了一种借助tagmentation原理的改进版tagHi-C，借助Tn5的低样品损失可以将Hi-C对样品的需求降低到百细胞量级。基于此，作者解析了小鼠造血系统发育过程中的染色质构象改变。发现染色质区室结构随造血系统的发育是高度动态的，终端分化细胞染色质呈现凝聚状态，高表达基因可自身形成结构域且结构域强度与表达水平正相关等结论。本文是in situ Hi-C以来对该技术的一项重大改进。提供了一套完整的Hi-C测试数据。

#paper doi: 10.1038/s41467-024-44761-x Nature communications, 2024, Orchestrating chromosome conformation capture analysis with Bioconductor。全基因组染色质构象捕获技术（Hi-C）及其衍生技术是当前研究真核细胞染色质空间构象的最主流技术手段，基于其的研究所涉及的大体量，多模、多目标的多组学分析问题对生物信息技术提出了许多重大挑战。本文系统性的总结了过去十几年来依托R语言和Bioconductor平台开发的一系列Hi-C及衍生数据分析工具包。按分析流程详细描述了数据的获取和预处理，结果的导入导出，核心数据结构，各拓扑结构单元的识别，数据可视化等数据分析的方方面面。本文的总结对学习Hi-C数据分析有重要参考价值，同时也对定制化的分析流程开发有指导意义。

#paper doi: 10.1038/s41588-020-00712-y Nature Genetics, 2020, CHESS enables quantitative comparison of chromatin contact data and automatic feature extraction。本文介绍了一种基于计算机视觉中结构相似度（SSIM）的Hi-C数据相似度度量和结构变化区域的搜索算法，通过在基因组上进行滑窗计算，该算法不仅能基于Hi-C数据计算出两个样品在全基因组水平下染色质空间构象的相似程度，更能通过局部计算寻找出存在显著染色质空间构象变异的区域。该算法不仅可以进行同一物种内的比较，也可以进行跨物种比较。且对测序深度不敏感。本文将计算机视觉中的很多降噪/特征提取/形态学处理技术引入到了Hi-C相互作用图谱的处理中，对计算机上视觉技术在染色质空间构象数据的分析中的应用有重要参考价值。

#paper doi: 10.1186/s13073-020-00810-w Genome Medicine, 2023, DNA methylation and body mass index from birth to adolescence: meta-analyses of epigenome-wide association studies。成人中DNA甲基化图谱与肥胖间存在关联这一事实已为人们所知，然而此关联性是否在少儿期存在，二者间是否存在因果关系尚不明确。本文作为一项Meta分析，检查了来自全球23项研究的超过1万名儿童青少年参与者，分析了其血液DNA甲基化图谱和体重指数（BMI）的关系。通过横断面研究识别了在儿童青少年时期与BMI有显著关联的DNA甲基化位点，通过纵向研究探讨了其因果性。结果发现，仅少量血液DNA甲基化位点与BMI显著关联，且有证据显示其可能为高BMI的结果。本研究是一项典型的分子流行病学研究，其结构和方法有很多可取之处。

#paper doi: 10.1186/s13059-023-03088-4 Genome Biology, 2023, CHESS 3: an improved, comprehensive catalog of human genes and transcripts based on large-scale expression data, phylogenetic analysis, and protein structure。本文介绍了一套针对最新人类基因组完整序列（T2T genome）的完整人类基因组编码序列注释。作者通过收集和分析来自54个组织位点的超过10000项RNA-seq数据组装了所有可能的转录本，在此基础上，通过综合利用基于序列特征和基于机器学习的编码能力预测模型，结合转录本表达的组织特异性，编码蛋白质空间构象的合理性（基于alphaFold2的预测）对其进行质控，最终获得了41,356个基因和158,377个转录本。本文的结果是基因组研究的重要基础资料，其研究方法对基于RNA测序的研究有一定参考价值。

#paper doi: 10.1038/s41592-023-01978-w Nature methods, 2023, scNanoHi-C: a single-cell long-read concatemer sequencing method to reveal high-order chromatin structures within individual cells。本文提出了一种将基于Nanopore的染色质空间构象捕获技术（Pore-C）推广到了单细胞水平的新技术，命名为scNanoHi-C。其在保持与其他单细胞Hi-C和bulk Hi-C结果的高度一致性前提下，提高了相互作用片段的产量。此外，基于ONT的长读长优势，scNanoHiC的结果可用于检查由多个位点参与的复杂基因组相互作用，也可用于在单细胞水平下检测拷贝数变异和基因组结构变异，并辅助基因组组装。本文的单细胞处理是通过多重标签策略实现的。其思路并不新鲜，其成功之处在于对复杂实验流程的把控和愿意投入大量资源。

#paper doi: 10.1186/s13059-023-03019-3 Genome Biology, 2023, The relationship between regulatory changes in cis and trans and the evolution of gene expression in humans and chimpanzees。对灵长类动物进行比较基因组学研究受限于伦理因素和材料获取的困难而一直进展缓慢。由iPSC细胞诱导获得的胚胎样团（EB）是进行此类研究的好材料。本文作者使用人类和大猩猩的iPSC细胞分别诱导获得了EB，并使用单细胞RNA-seq进行了基因表达的比较分析。结果显示，胚胎样团中已包含大量已知细胞类型。对不同类型的细胞进行人-猩猩的基因差异表达分析鉴定了一系列差异表达基因。与序列保守性和基因功能注释进行比对发现在多个细胞类型中存在差异的基因与更低的序列保守性和人与猩猩的差异有关，而在各细胞类型中表达保守的基因集中于基础生命过程。进一步，作者使用人-猩猩融合细胞构建了EB并借此将表达差异分解为顺式和反式两类，证明了反式差异与两个物种的基因表达调控网络差异有关。作为一项干湿结合的研究，本文仅有3位作者。新产出数据量也不大。是资源/规模有限的研究组通过发挥专长和优化的实验设计在避免堆砌数据的前提下解决重大生物问题的良好范例。

#paper doi: 10.1016/j.chembiol.2023.07.001 Cell Chemical Biology, 2023, Small molecule targeting of transcription-replication conflict for selective chemotherapy。本文是最近肿瘤治化疗领域内的一项重要新闻，作者在之前研究的基础上设计了一种新的小分子药物AOH1996，该药物通过增强PCNA与RPB1的结合从而将PCNA带离染色质，进而引起伴随转录的DNA复制抑制和不能被修复的DNA双链断裂损伤。通过此机制，AOH1996实现了对癌细胞的特异性杀灭，而对正常细胞几乎无毒性。动物实验和细胞实验均证明单独使用AOH1996或与其他药物联合对大部分实体肿瘤均有或多或少的疗效。本文再一次展现了针对DNA损伤修复机制的抗肿瘤药物设计的潜力。

#paper doi: 10.1016/j.tem.2011.10.001. Trends in Endocrinology and Metabolism, 2012, Transcriptional networks and chromatin remodeling controlling adipogenesis。脂肪生成过程受一系列转录因子和表观遗传信号的控制，从而在时间上形成多波次的级联调控关系。此过程不仅是代谢研究的核心，也是表观遗传研究的重要载体。这篇旧文对脂肪生成过程中重要的转录因子的行为和调控关系，及其与其他表观信号的关系进行了梳理，并按照脂肪分化过程早期和晚期分别进行了系统性介绍。受限于时代，文中未涉及染色质空间构象和启动子-增强子相互作用的内容，但其主要观点至今仍有重要的参考价值。

#paper doi:10.1186/s13059-023-02970-5 Genome Biology, 2023, Genomic and epigenomic determinants of heat stress‑induced transcriptional memory in Arabidopsis。热刺激是植物细胞经常面临的环境压力，能引起细胞内大规模转录响应。热刺激诱导的转录记忆是其中重要的调控模式，然而其形成机制尚不清楚。本文结合前后两次热刺激后的HSFA2和HSFA3结合位点、H3K4me3信号分布、ATAC-seq标记的染色质开放性和基因表达谱数据，从表观遗传层面对该问题进行了探讨。结果显示具有热刺激诱导记忆行为的基因有特征性的热刺激因子结合模式、在常温下有低表达水平但有开放的启动子区域，刺激后富集H3K4me3信号等特征。本文为刺激反应的表观遗传研究提供了一个可供借鉴的范式。

#paper doi: 10.1073/pnas.2023347118 PNAS, 2021, DNA methylation-linked chromatin accessibility affects genomic architecture in Arabidopsis。DNA甲基化是重要的表观遗传调控维度，CpG岛甲基化水平的改变对基因表达起了重要的调控作用。然而DNA甲基化和表观遗传的其他维度之间的关系研究尚十分缺乏。本文通过对具有不同DNA甲基转移酶活性的拟南芥品系进行染色质开放性图谱和染色质空间构象图谱的测定和比较，对此问题进行了研究。结果显示，低DNA甲基化确实与染色质开放和染色质区室从B向A的转换有关。该研究是目前仅有的几项DNA甲基化与染色质空间构象直接关联的研究，但不同品系的相互比较仍不能说明二者之间是否以及具有何种因果关系。

#paper doi: 10.1371/journal.pgen.1009325，PLOS GENETICS, 2021, Ablation of DNA-methyltransferase 3A in skeletal muscle does not affect energy metabolism or exercise capacity。早年的研究表明，运动负荷后肌纤维DNA甲基化水平发生了明显改变，然而二者之间是否存在因果关系仍未被深入研究，该研究以小鼠比目鱼肌为实验材料，研究在肌纤维特异性DNMT3A敲除后运动负荷引起的DNA甲基化、运动负荷诱导的基因表达谱重塑和运动负荷诱导后的表型变化。结果显示DNMT3A敲除诱导的全基因组去甲基化与其余诸项均无显著关联，因而认为DNA甲基化图谱的重塑仅是运动负荷诱导的基因表达重编程过程的副产品。该研究的一个明显缺陷是DNMT3A的敲除效率和由此诱导的全基因组去甲基化幅度均不足。该研究提供了运动负荷调控DNA甲基化图谱的有益信息，同时提供了合理报告阴性结果的范例。

#paper doi: 10.1101/gad.333708.119. Genes Dev, 2020, Upon microbial challenge, human neutrophils undergo rapid changes in nuclear architecture and chromatin folding to orchestrate an immediate inflammatory gene program。中性粒细胞免疫应答过程中伴随着核型和染色质构象的剧烈变化，这些变化与免疫应答诱导的转录调控过程之间的关系尚不清楚。本文使用人类中性粒细胞为实验材料，以PMA和大肠杆菌为刺激源诱发免疫反应，以Hi-C测定应答前后的染色质空间构象并进行比较。结果显示，应答之前，炎性基因处于转录抑制的空间构象中，应答后这些基因所在区域发生常染色质化，由核周进入核内部，并与增强子靠近，这些过程与应答过程中转录的快速响应有关。这些染色质构象的重排可能是由cohesin驱动的。本研究处理时长已达3h，但仍未见染色质构象的大范围改变。这些结论提示虽然染色质构象的全基因组重构是罕见事件，其局部的改变依然有研究的价值。

#paper doi: 10.1186/gb-2012-13-10-r98, 2012, CHANCE: comprehensive software for quality control and validation of ChIP-seq data。ChIP-seq是目前解析特定蛋白质在基因组上结合位点的最流行高通量方法，也是表观遗传学中的常用技术。这篇旧文回顾了ChIP-seq中常见的实验误差，包括抗体的活性，免疫共沉淀反应的效率，PCR反应引起的偏倚，文库制备和测序过程引入的误差等。并针对每一项给出了可行的评估策略，其附带工具对ChIP-seq文库的质量检查和失败文库的归因等工作都是有益的。

#paper doi: 10.1038/s41588-022-01223-8 Nature, 2022, Enhancer-promoter interactions and transcription are largely maintained upon acute loss of CTCF, cohesin, WAPL or YY1。染色质空间构象对基因表达的调控模式目前依然是表观遗传学中一个有争议的话题，在本文中，作者快速降解了几个维持与调控染色质空间构象的重要因子（CTCF，cohesin，YY1）并测量了他们对染色质空间构象和基因表达谱的冲击。结果显示降解这些因子主要影响结构性染色质环，对启动子-启动子环或启动子-增强子环的影响有限，降解也不大范围改变基因表达谱。进一步，作者通过活细胞成像技术对YY1的结合动态进行了追踪，论证了YY1与DNA的结合是动态的且大部分YY1处于游离状态。进一步，作者论证了cohesin的敲除影响YY1的结合位点识别效率。本文中以下两个观点是值得注意的：1. 启动子-启动子环/启动子-增强子环与连接TAD边界的结构性染色质环的形成机理/对基因表达谱的影响是不同的；2. Cohesin敲除不仅直接破坏染色质构象，且可通过影响YY1的结合效率发挥间接作用，类似多效性机制也可能出现在其他因子上。

#paper doi: 10.1186/s13059-022-02835-3 Genome Biology, 2022, NetAct: a computational platform to construct core transcription factor regulatory networks using gene activity。如何构建基因表达调控网络始终是系统生物学面临的重要课题。当前的基因调控网络构造方法普遍基于基因表达数据，而转录因子的功能往往体现在表达之外；此外，当前常用的基因表达调控网络构建的数学/统计方法擅长关注相关性而非因果性；这些缺陷使得当前对基因调控网络的构造效果不佳。本文从文献整理的转录因子和靶基因数据库出发，借助基因表达数据和GSEA提出了一种新的评估某过程中TF活性的策略。在评估的基础上使用互信息完成了基因表达调控网络的构造。本文中结合数据库中转录因子——靶基因关系和基因表达数据进行的转录因子活性定量方法是值得借鉴的。

#paper doi:10.1038/s41592-021-01248-7 Nature methods, 2021, Systematic evaluation of chromosome conformation capture assays。染色质空间构象捕获（3C）及由其衍生的一系列技术是当前研究真核生物染色质空间组织模式的主要高通量手段，已经取得了多项重要发现。目前，多个实验室已发展了多套不同的实验流程。本文对这些流程中的主要差异点，包括交联剂配方，使用的内切酶等对实验结果的影响进行了详细分析。通过对比多个细胞类型的结果，作者找到了最优的交联剂配方和内切酶类型，发展了一套新的，能同时适用于染色质结构与和染色质环检测的新Hi-C实验流程。

#paper doi: 10.1016/j.cell.2022.09.006 Cell, 2022, Repression and 3D-restructuring resolves regulatory conflicts in evolutionarily rearranged genomes。本文通过研究位于同一个增强子作用域（也是同一个TAD）内的两个基因Zfp42和Fat1在胚胎发育中的表达模式，发现他们各自受该区域内特定增强子的影响而互不干扰的独立调控，从而指出存在一种可在不改变基因组空间构象和增强子作用域的前提下屏蔽增强子对特定基因的作用的机制。进一步，他们通过分析DNA甲基转移酶敲除对两个基因启动子区域甲基化水平的影响和相应的表达图谱的变化指出DNA甲基化可能是此类机制中的一种。最后，通过基因共表达分析，作者指出，此种在同一个增强子作用域内出现的基因表达调控模式的多变性多见于发育相关基因而少见于持家基因，且可被DNA甲基化介导的转录抑制所解释。

#paper doi: 10.1186/s13059-022-02757-0 Genome Biology, 2022, Genetic regulation of RNA splicing in human pancreatic islets。在胰岛细胞中存在的非编码编译影响了细胞转录组，从而在I型和II型糖尿病发病过程中可能扮演重要角色。本文在由399名患者组成的队列中分析了一类特殊的常见基因组变异（sQTL，splicing QTL，那些能可变剪接事件的QTL）。sQTL 的靶基因不同于eQTL，暗示着两类QTL可能独立发挥作用。作者识别了一批新的与sQTL关联的I型和II型糖尿病风险基因。作者据此认为胰岛细胞中的可变剪接事件是重要的糖尿病风险因素。