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CUT&Tag優于ChIP-Seq的關鍵竟是它?

2023-8-31  閱讀(569)

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CUT&Tag優于ChIP-Seq的關鍵竟是它?

前面幾期,小翌介紹過“翌圣轉座酶系列產品助力NGS文庫構建"(戳鏈接了解詳情)。本期,小翌重點聊聊pG-Tn5。

 

 
什么是pG-Tn5
 
pG-Tn5(pG-Tn5 Transposase)是將Protein G(pG)與經過改造的Tn5轉座酶進行融合,形成的同時具備轉座酶與Protein G活性的新型融合酶。Protein G能特異性與抗體結合,從而使得pG-Tn5具備更高的靶向性。Tn5 是一種細菌轉座子, 經改造的Tn5能夠高效地切割DNA, 同時連接上特定的接頭序列, 因而被廣泛應用于高通量二代測序文庫構建中(戳鏈接了解詳情)。pG-Tn5融合Protein G和Tn5活性,能精準靶向切割目的蛋白附近的DNA序列,專門適用于蛋白質-基因組互作研究的CUT&Tag技術領域。

 

 
CUT&Tag技術原理
 

CUT&Tag(Cleavage Under Targets and Tagmentation)是一種新的DNA-蛋白質互作研究方法,該技術涉及的核心酶原料是pG-Tn5或pA-Tn5(pA-Tn5 Transposase)。Protein A(pA)與pG的作用類似,特異性結合抗體,從而使得pA-Tn5具備更高的靶向性。Protein A 和 Protein G與不同種類和免疫原性的抗體的親和力具有較大區別[1],因此pA和pG可以靶向結合不同抗體。


與傳統的ChIP-Seq相比,CUT&Tag不需要使用甲醛交聯以及免疫共沉淀,而是通過針對靶蛋白(如轉錄因子、染色質重塑蛋白)的抗體和Protein G/A的介導,使得與Protein G/A融合的Tn5酶在切割DNA片段的同時在序列兩端加上測序接頭,經PCR擴增后即可形成用于高通量測序的文庫(圖1)。CUT &Tag技術具有細胞投入量低、信噪比高、實驗周期短(1天實現文庫構建)、可重復性好等顯著優勢,可應用于蛋白質與DNA互作研究、檢測組蛋白修飾在基因組上分布位點、鑒定轉錄因子在全基因組上的結合位點、超級增強子鑒定等。

 

圖1. CUT &Tag技術原理圖[2]

 

 
翌圣pG-Tn5
 

由于CUT&Tag主要是針對極低細胞起始量進行實驗,這就要求核心酶原料具有高切割活性、對微量DNA有高靈敏度和高親和力以及超低污染性。翌圣ZymeEditor™酶改造平臺將改造的具有高活性的Tn5轉座酶突變體與Protein G融合,從而獲得能精準、高效切割目的蛋白附近DNA序列的pG-Tn5(Cat#14530ES)。翌圣pG-Tn5具有核酸酶殘留低、片段化能力強(切割活性)、建庫產量高等優勢,可用于CUT&Tag實驗。

 

 
部分數據展示
 
01

核酸外切酶殘留

 
 

將1 U/5 U的pG-Tn5 Transposase分別與底物DNA在37°C下孵育4 h,瓊脂糖凝膠電泳比較DNA譜帶變化,結果顯示翌圣pG-Tn5 Transposase在5 U投入量下未檢出核酸外切酶殘留。

圖2. pG-Tn5 Transposase核酸外切酶殘留檢測

 

02

相同酶投入量下,片段化能力優于其它品牌

 
 

分別使用翌圣及品牌A相同酶量的pG-Tn5 Transposase對200 ng gDNA進行片段化,Agilent 2100檢測片段大小分布,結果顯示:相同酶量下,翌圣pG-Tn5 Transposase片段化效果更好,酶活性更高。

圖3. pG-Tn5 Transposase片段化能力檢測

 

03
應用于CUT&Tag建庫產量更高
 
 

分別使用翌圣及品牌A相同酶量的pG-Tn5 Transposase對1000個細胞投入量樣本建庫,并對文庫測序后的數據進行分析,結果顯示翌圣pG-Tn5 Transposase文庫產量高于品牌A(圖4A),Mapping率相當(圖4B); 染色質上的信號分布情況與品牌A一致(圖5)。

圖4. pG-Tn5 Transposase應用于CUT&Tag的文庫產量及Mapping率

圖5. pG-Tn5 Transposase應用于CUT&Tag在染色質上的信號分布

 

 
相關產品推薦
 

應用

定位

產品名稱

產品貨號

轉座酶建庫ATAC建庫

 

Tn5單酶

Tn5 Transposase

14524ES

建庫試劑盒

Hieff NGS® Fast Tagment DNA Library Prep Kit for Illumina®(for 50 ng)

12207ES

CUT&Tag建庫

 

 

pA-Tn5單酶

pA-Tn5 Transposase

14528ES

pG-Tn5單酶

pG-Tn5 Transposase

14530ES

建庫試劑盒

Hieff NGS® G-Type In-Situ DNA Binding Profiling Library Prep Kit for Illumina

12598ES

 

參考文獻

[1] Dancette OP, Taboureau JL, Tournier E, et al. Purification of immunoglobulins G by protein A/G affinity membrane chromatography. J Chromatogr B Biomed Sci Appl. 1999 Feb 19;723(1-2):61-8. doi: 10.1016/s0378-4347(98)00470-8. 

[2]  Kaya-Okur HS, Wu SJ, Codomo CA, et al. 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.

 

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