蛋白质&DNA互作技术怎么选?

做转录调控、表观遗传方向的研究,“蛋白-DNA互作”几乎是绕不开的核心问题,面对实验室最主流的两个方案Cut&tag技术Chip-seq技术,很多老师都会纠结到底该选哪一个?

技术原理

1、Chip-seq测序(染色质免疫共沉淀测序)的历史可以追溯到上世纪80年代,经过多年的打磨,至今仍是领域内公认的“金标准”。

它的工作流程可以简单概括为:

  • 甲醛交联(把蛋白和DNA“冻在一起”,锁定互作关系)

  • 超声打断(把染色质切成200-500bp的小片段)

  • 特异性一抗(用特异性抗体把目标蛋白连同他结合的DNA一起“钓”出来,这一步需要客户提供一抗,最好是Chip级别的抗体

  • 解交联+建库测序(释放DNA,接上测序接头,测序仪测序分析)

但也有一些痛点:

  • 超声可能导致表位破坏(尤其脆弱复合物)

  • 交联可能引入非特异性结合背景

2、CUT&Tag测序(靶向切割及转座酶标记技术)算是Chip的一种升级,流程简洁且背景噪音极低。

Cut&tag设计非常巧妙,通过蛋白特异性抗体引导Protein A-Tn5酶在目标蛋白结合的DNA位置进行切割,并且在序列两端加上测序接头,经过PCR扩增后形成可用于高通量测序的文库,随后对文库进行测序分析从而解析与目标蛋白结合的DNA片段。

简单来说,它的核心思路是让Tn5转座酶直接“上门服务”

技术流程
  • CUT&Tag vs ChIP-seq实验差异

在细胞量上,chip-seq测序相较于Cut&tag测序需要更多的细胞量,免疫共沉淀需要足够的靶标蛋白,而靶标蛋白有限的情况下就需要提供大量的细胞。

在实验流程上,很多转录因子和染色质的结合相对松散,需要甲醛进行强交联,防止后续洗涤过程破坏这些结合,导致大量非特异性信号,对我们的真实Peak数据产生影响。

Cut&tag测序技术免去了甲醛交联、超声破碎和免疫共沉淀的过程,既节省了初始细胞量又简化了流程,提高了信噪比,提升了实验的可重复性。

适用对象

目前,CUT&Tag、ChIP-seq适用对象主要是与DNA互作的蛋白:组蛋白修饰、转录因子、表观因子(组蛋白修饰调控蛋白等)。但最成熟的是组蛋白修饰(比如H3K4me3, H3K27ac等)。

此外,它也常被用于研究转录因子/辅因子和染色质重塑复合物。不过需要稍微留意的是,因为转录因子在DNA上结合得比较动态且位置较小,做转录因子时可能需要对抗体浓度、盐离子浓度等条件进行摸索。

  • 如何选择合适的一抗?

总之,Chip-seq是行业认证的“金标准”,Cut&tag是灵活精准的“新技术”,作为研究蛋白质与DNA相互作用的两大重要技术,各自有着独特的优势和适用场景。各位老师在研究中,也要综合考虑实验室条件样本类型,细胞量,靶标特性等因素,选择最适合自己的产品。

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