什么是CUT&Tag？原理、步骤与优势全解析
目前，对染色质状态的探索已经从ChIP-seq迈向更为灵敏和高效的新方法。其中，CUT&Tag技术因其高灵敏度、低背景噪音和高通量而迅速崭露头角，成为研究染色质表观遗传学领域的新宠。那么，什么是CUT&Tag？本文将为您详细解析CUT&Tag技术的原理、步骤与优势，并探讨它如何推动生命科学研究的前沿进展。
一、什么是CUT&Tag？
CUT&Tag（Cleavage Under Targets and Tagmentation）是高灵敏度的表观遗传分析技术，通过靶向染色质特异蛋白，精准地标记和剪切染色质区域，实现对组蛋白修饰和转录因子结合位点的高效分析。与ChIP-seq相比，CUT&Tag具有灵敏度高、背景噪音低、细胞用量少等突出优势，特别适合稀有细胞群体或低起始材料的研究场景。目前，这项技术已被广泛应用于肿瘤、免疫、发育生物学及神经科学研究领域。
二、CUT&Tag的原理及机制
CUT&Tag的核心机制基于染色质结合蛋白特异性抗体介导的染色质精准剪切和标记。其具体机制可概括为以下三个关键步骤：
1、特异性抗体识别结合靶蛋白
首先，将细胞或组织样本轻微固定后透化，加入特异性抗体，与靶向的染色质相关蛋白（如组蛋白修饰、转录因子）结合。这一步确保了反应的精准性和特异性。
2、蛋白A/G-Tn5转座酶偶联复合物的招募
随后加入偶联有Tn5转座酶的蛋白A或蛋白G融合蛋白，这些融合蛋白能够特异性识别并结合抗体Fc区域，从而精准定位到目标蛋白结合位点附近的染色质区域。
3、Tn5转座酶介导DNA剪切与标记
在Mg²⁺辅助下，Tn5转座酶活化并实现染色质DNA片段的直接剪切，同时在剪切的位点引入接头序列（Tag）。随后，通过简单的PCR扩增步骤即可完成文库构建，并用于高通量测序。
三、CUT&Tag技术的实验步骤详解
CUT&Tag的实验过程相较ChIP-seq更加简便快捷，主要步骤如下：
1、细胞或组织样本处理
（1）细胞收集，轻度固定或未固定。
（2）细胞透化，促进抗体进入核内染色质。
2、特异性抗体孵育
加入特异性抗体，通常在4℃孵育数小时至过夜，以确保充分结合。
3、蛋白A/G-Tn5复合物孵育
加入偶联有Tn5的蛋白A/G复合物，孵育约1小时，使之精准定位于目标蛋白附近。
4、染色质片段化与标记
加入Mg²⁺激活Tn5酶，反应短至数分钟即可完成DNA的剪切和标记。
5、DNA回收与PCR扩增
（1）直接释放DNA片段，不需复杂的免疫沉淀和纯化步骤。
（2）PCR扩增后进行高通量测序分析。
四、CUT&Tag的技术优势与应用场景
1、优势突出
（1）灵敏度更高：CUT&Tag的起始细胞数量可低至100-1000个，甚至适用于单细胞水平的分析。
（2）背景噪音低：无需免疫沉淀步骤，降低非特异性信号，获得更加清晰的数据。
（3）操作便捷迅速：实验周期短至1-2天，显著提高研究效率。
2、应用广泛
CUT&Tag的高通量、灵敏度和特异性使其广泛适用于：
（1）稀有细胞群体的表观遗传研究（如干细胞或肿瘤干细胞）。
（2）精准绘制染色质修饰图谱，研究疾病相关的表观遗传变化。
（3）单细胞水平的染色质分析，探索细胞异质性和动态调控过程。
五、CUT&Tag vs. ChIP-seq：选择哪种技术？
虽然CUT&Tag凭借上述优势逐渐成为表观遗传研究的重要工具，但在选择CUT&Tag或ChIP-seq技术时，研究者仍需考虑具体实验需求：
如果目标是低起始量样本或需要快速、高灵敏度数据，CUT&Tag技术更有优势；而面对更复杂蛋白靶标时，ChIP-seq或许更为稳妥。
CUT&Tag技术在蛋白组学和染色质表观遗传研究领域日益火热，然而成功的实验依赖于高品质的抗体、Tn5酶等试剂及优化的实验流程。百泰派克生物科技为科研人员提供高质量的CUT&Tag相关试剂和解决方案，凭借自主研发的高纯度抗体、精准的蛋白A/G-Tn5融合酶，以及完善的技术支持，助力科研人员轻松实现精准、高效的染色质研究。CUT&Tag以其优越的灵敏性和便捷性，正逐渐替代或补充ChIP-seq技术。随着科研的深入，CUT&Tag势必推动表观遗传学领域更多的科研突破。
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