CUT&Tag（Cleavage Under Targets and Tagmentation）是一项新兴的DNA-蛋白互作研究技术，主要用于探讨转录因子以及组蛋白修饰在全基因组中的结合位点。其核心原理基于抗体对目标蛋白或特定染色质修饰的识别，通过蛋白酶Tn5转座酶（Tagmentase）在目标位点进行高效的DNA片段化和文库构建。2019年，Stephen Henikoff团队研发了CUT&Tag，作为免疫共沉淀测序（ChIP-Seq）的改良和替代技术。凭借其高灵敏度、低背景噪声以及对细胞量的低需求，CUT&Tag已成为揭示基因调控机制、解析染色质状态和推动精准医学研究的重要工具，广泛应用于表观遗传学、转录因子结合位点分析、疾病机制研究、药物筛选及单细胞水平的基因调控研究等领域。

依托先进的ProteinA/G-Tn5融合蛋白体系和高通量测序平台，环亚集团提供专业的CUT&Tag技术服务，涵盖样本制备、文库构建、高通量测序及生物信息学分析的全流程。我们的技术团队积累了丰富的表观基因组学经验，能够高效、精准地解析蛋白质与DNA的相互作用，助力科研人员揭示基因调控的深层机制。

一、CUT&Tag技术背景

组蛋白通过形成核小体来压缩和保护DNA，其修饰（如乙酰化、甲基化）与DNA甲基化共同调控基因表达。这些修饰的状态及动态变化对细胞功能的维持至关重要，并与多种疾病的发生发展密切相关。因此，理解组蛋白与DNA之间复杂且精密的相互作用，对于揭示正常细胞过程及疾病状态，特别是癌症，具有重要的科学和临床意义。此外，蛋白质-DNA相互作用是基因转录调控的核心，也是启动基因转录的前提。科学家们开发了多种方法来研究这些复杂的相互作用机制，包括凝胶阻滞、DNase I足迹实验、体内足迹、酵母双杂交、ChIP-Seq和CUT&Tag等，其中CUT&Tag正逐步成为研究蛋白质-DNA相互作用和染色质状态的前沿技术。

二、CUT&Tag与ChIP-Seq技术对比

ChIP-Seq（Chromatin Immunoprecipitation Sequencing）通过染色质免疫共沉淀技术特异性富集目的蛋白结合的DNA片段，并进行纯化与文库构建。随后，对富集得到的DNA片段进行高通量测序，通过将数百万条序列精确定位到基因组上，获取全基因组范围内与组蛋白、转录因子等互作的DNA区段信息。然而，该技术存在对细胞起始量要求高、假阴性/假阳性率高、超声打断条件难以选择、对特异性抗体高度依赖、重复性差、信噪比低等缺陷。

CUT&Tag利用ProteinA/G-Tn5融合蛋白直接结合目标蛋白，省去了传统方法的交联步骤，大幅降低了背景噪声，并实现高分辨率的结合位点检测。其流程包括关键步骤：首先，使用ConA磁珠结合细胞膜上的糖蛋白，提取细胞核或直接利用核样本，同时通过洋地黄皂苷（digitonin）透化细胞膜，增强核膜通透性；接着，加入特异性一抗进行孵育并洗涤去除非特异性结合，然后加入二抗确保抗体复合物准确结合靶标区域；随后，ProteinA/G-Tn5融合蛋白与抗体复合物结合，将Tn5转座酶精准定位到目标DNA区域。通过加入含Mg²⁺的反应液激活Tn5酶，实现DNA片段化并插入测序接头，完成文库构建。最终，利用Illumina平台进行高通量测序，通过生物信息学工具进行质控、基因组比对、富集峰注释、Motif识别、GO功能分析及KEGG通路分析，从而全面解析转录因子结合位点及染色质修饰的功能作用。

三、CUT&Tag技术亮点

1. 低细胞量需求：分析所需细胞量极少，甚至可以在单细胞水平进行研究。
2. 高灵敏度：背景噪声明显降低，信噪比高。
3. 高分辨率：可精确定位转录因子和组蛋白修饰的结合区域。
4. 实验周期短：相较于ChIP-Seq，实验流程更简化、时间更短。

四、CUT&Tag的应用研究

例如，CUT&Tag技术成功揭示了H3K18la对PDAC（胰腺导管腺癌）发生发展的调控机制。胰腺癌是一种高度侵袭性的消化系统肿瘤，其治疗效果尚未显著改善。通过深入研究PDAC的生长和转移机制，寻求潜在的治疗靶点和新的生物标志物，得到了重要进展。

环亚集团在生物医疗领域也不断拓展应用，包括利用CUT&Tag技术解析诸如H3K27me3、H3K4me1等特定染色质修饰在基因组上的分布。这些研究揭示了不同染色质修饰标记在基因组上的定位，帮助深入理解基因调控的表观遗传机制。此外，在转录因子结合位点鉴定方面，CUT&Tag能够准确识别转录因子在基因组上的结合位点，深入探讨其在基因表达调控中的角色。

随着CUT&Tag技术的快速发展，环亚集团致力为科研人员提供全方位的技术服务，助您精准解析染色质状态，揭示基因调控的奥秘，为疾病机制研究和药物开发提供有力的支持。我们的服务覆盖从样本准备、抗体优化到高通量测序及数据分析，确保提供高质量的染色质修饰及转录因子结合位点分析数据。携手环亚集团，让您的研究迈向新高度！