CUT&Tag
CUT&Tag(Cleavage Under Targets and Tagmentation),是研究蛋白-DNA互作的一大革新技术。该技术运用连接有刀豆蛋白的磁珠结合细胞膜或细胞核,通过抗体将Protein A-Tn5转座酶融合蛋白带到目标蛋白附近进行染色质切割,即可特异性的将目的蛋白附近的DNA片段直接连上接头并打断,进行高通量测序。
由于未对细胞核和染色质进行物理性的破坏,整个操作过程相当“温和”,因此CUT&Tag实验过程较简便,数据背景噪音低且重复性好,还可以应用到低细胞量样品。
应用场景
DNA组蛋白修饰研究:组蛋白甲基化、乙酰化及新组蛋白修饰(乳酸化、磷酸化等);
转录调控与顺式元件研究:挖掘转录因子结合位点,联动转录组解析靶基因调控网络;
肿瘤表观与精准医学:比对癌旁组织表观差异,筛选致癌驱动元件与肿瘤治疗靶点;
免疫与炎症调控研究:刻画免疫细胞表观特征,解析免疫活化与炎症应答分子基础;
神经与发育生物学研究:绘制时空染色质动态,揭示胚胎与组织分化调控机制;
作物科学与植物育种:绘制染色质调控图谱,解析抗逆与优质性状形成机制。
实验原理
(1)利用连接有刀豆蛋白A的磁珠(concanavalin A-coated magnetic beads)结合细胞(刀豆蛋白A能与细胞膜或细胞核上的糖蛋白结合);
(2)使用非离子去污剂洋地黄皂苷(digitonin)使细胞膜通透;
(3)加入目标蛋白的抗体(一抗)进行孵育(抗体能够通过细胞膜、核孔进入细胞核与目标蛋白结合);
(4)加入二抗增强靶向结合能力;
(5)加入Protein A-Tn5(pA-Tn5)进行孵育(Protein A来自金黄色葡萄球菌的表面蛋白,可与抗体的Fc区(恒定区)特异性结合);
(6)加入镁离子激活Tn5转座酶切割目标蛋白附近裸露的DNA,使目标蛋白和其结合的DNA序列从染色质上脱离下来并游离到细胞外;
(7)提取DNA,磁珠分选片段,进行PCR扩增完成文库建库,即可用于高通量测序。

CUT&Tag实验流程图
分析内容
分析分类 | 分析内容 | 备注 |
标准分析 | 1.测序数据质量评估 | Clean Reads占比、碱基质量等 |
2.比对结果评估 | 比对率、插入片段大小分布、TSS富集分析等 | |
3. Peak鉴定 | Peak富集、位置、基因注释;Peak序列的Motif富集等 | |
4.多样品可视化 | 信号在TSSS附近和Gene body区域的分布等 | |
5.组间位置差异Peak分析 | 寻找差异Peak、关联基因功能富集、Motif富集等 | |
6.组间信号差异Peak分析 | 差异开放区检测、关联基因功能富集、Motif富集等 |