在表觀遺傳學的研究領域中，蛋白質與DNA的相互作用一直是探索基因表達調控奧秘的關鍵所在。而CUT&Tag（Cleavage Under Targets & Tagmentation）技術，即靶向剪切及轉座酶技術，作為一種高效的研究手段，正逐漸成為眾多科研人員的得力助手。

什么是CUT&Tag技術？

CUT&Tag技術是一種高效研究蛋白質與DNA相互作用的表觀遺傳學方法。它憑借自身的技術原理和顯著優(yōu)勢，在生命科學研究領域大放異彩。

核心原理

l  抗體引導靶向結合

使用特異性抗體（一抗）識別并結合目標蛋白（如轉錄因子、組蛋白修飾標記），隨后通過二抗放大信號。

抗體復合物與Protein A/G融合的Tn5轉座酶（pAG-Tn5）結合，將轉座酶精準定位至目標蛋白結合的DNA區(qū)域。

l  DNA切割與標記

Tn5轉座酶激活后，對目標蛋白結合的DNA進行片段化切割，同時在切割位點兩端添加測序接頭，直接完成文庫制備。

技術優(yōu)勢

ü  高效簡便

無需超聲破碎染色質，實驗流程從ChIP-seq的3-5天縮短至1-2天。

ü  低起始細胞量

僅需數(shù)百至數(shù)千個細胞（ChIP-seq需數(shù)百萬細胞），適用于稀有細胞（如干細胞、循環(huán)腫瘤細胞）或微量樣本。

ü  高信噪比

背景信號低，特異性結合區(qū)域富集度高，減少非特異性結合帶來的干擾。

ü  溫和反應條件

避免劇烈的染色質破碎和復雜的純化步驟，更好保留蛋白質-DNA天然相互作用。

應用場景

1.   轉錄因子研究

用于鑒定轉錄因子在基因組上的結合位點，探究轉錄因子如何調控基因表達，解析基因轉錄調控網絡。

2.   組蛋白修飾研究

分析組蛋白修飾（如甲基化、乙酰化等）在染色質上的分布情況，了解組蛋白修飾與基因表達、染色質狀態(tài)之間的關系。

3.   疾病機制研究

通過研究疾病相關蛋白質與 DNA 相互作用的異常變化，揭示疾病發(fā)生發(fā)展的分子機制，為疾病診斷和治療提供新的靶點和思路。

4.   發(fā)育生物學研究

在個體發(fā)育過程中，研究不同階段蛋白質與 DNA 相互作用的動態(tài)變化，闡明細胞分化、組織發(fā)育等過程的分子調控機制。

技術流程

分析流程

研究人員使用CUT&Tag，鑒定H3K27me3在染色質水平上的peaks。與ChIP-seq相比，在相同Reads條件下，兩者的Peaks一致，并且CUT&Tag的信噪比更高、背景更低。這一結果充分彰顯了CUT&Tag技術在實際應用中的優(yōu)點。

結果展示

參考文獻：

Kaya-Okur HS, Wu SJ, Codomo CA, Pledger ES, Bryson TD, Henikoff JG, Ahmad K, Henikoff S. CUT&Tag for efficient epigenomic profiling of small samples and single cells. Nat Commun. 2019 Apr 29;10(1):1930. doi: 10.1038/s41467-019-09982-5.