[ca] L'estructura tridimensional de la cromatina és una característica clau en la regulació del control de l'expressió gènica. Comprendre les interaccions de llarg abast entre els promotors gènics i els elements reguladors, com els enhancers, és crucial per comprendre l'estreta interacció en el control transcripcional dels gens esmentats i, si s'altera, pot donar lloc a malalties, incloses neoplàsies hematopoètiques. Tot i això, els mètodes convencionals d'estudi exigeixen grans quantitats de material de partida, cosa que resulta poc pràctica per als escenaris clínics i l'anàlisi de poblacions cel·lulars poc freqüents. Per abordar aquesta qüestió, en aquesta tesi hem desenvolupat un mètode rendible i flexible anomenat Low Input Capture Hi-C (liCHi-C), que permet el mapeig detallat i la comparació d'interactomes de promotors a alta resolució utilitzant tan sols 50.000 cèl·lules. Per demostrar la seva versatilitat, hem aplicat liCHi-C per investigar la jerarquia hematopoètica humana normal i maligna utilitzant mostres clíniques. A través d'aquest mètode, hem revelat l'arquitectura dinàmica dels promotors durant l'hematopoesi humana, que ajuda a identificar les vies de desenvolupament i regeix els canvis transcripcionals durant el compromís del destí cel·lular. A més, liCHi-C ha mostrat ser vàlid per identificar tipus cel·lulars, gens i vies rellevants per a malalties que es poden veure afectats per alteracions no codificants en elements reguladors distals. Finalment, hem demostrat el potencial de liCHi-C per descobrir variants estructurals a tot el genoma, determinar-ne els punts de ruptura i inferir-ne els possibles efectes patogènics. El nostre mètode optimitzat liCHi-C amplia enormement l'exploració de l'organització tridimensional de la cromatina a poblacions cel·lulars escasses, oferint l'oportunitat de descobrir factors clau i xarxes reguladores implicades en la patogènesi de malalties.

[en] The three-dimensional structure of chromatin is a key feature in the regulation of gene expression control. Understanding long-range interactions between gene promoters and regulatory elements, such as enhancers, is crucial to comprehend the tight interplay in the transcriptional control of said genes and, if altered, can lead to disease including hematopoietic malignancies. However, the conventional methods of study demand large amounts of starting material which is impractical for clinical scenarios and the examination of rare cell populations. To address this, in the present thesis we have developed a cost-effective and flexible method called Low Input Capture Hi-C (liCHi-C), which enables the detailed mapping and comparison of promoter interactomes at high resolution using as little as 50,000 cells. To demonstrate its versatility, we applied liCHi-C to investigate both normal and malignant human hematopoietic hierarchy using clinical samples. Through this method, we revealed the dynamic architecture of promoters during human hematopoiesis, which helps identify developmental pathways and governs transcriptional changes during cellular fate commitment. Furthermore, liCHi-C proved valuable in pinpointing disease-relevant cell types, genes and pathways that may be affected by non-coding alterations in distal regulatory elements. Additionally, we demonstrated liCHi-C's potential in uncovering genome-wide structural variants, determining their breakpoints and inferring their potential pathogenic effects. Our optimized liCHi-C method greatly expands the exploration of 3D chromatin organization to scarce cell populations, offering an opportunity to discover key factors and regulatory networks involved in disease pathogenesis.