CUT&Tag（Cleavage Under Targets and Tagmentation）是 Steven Henikoff 团队于 2019 年基于 CUT&RUN 进行改进的研究蛋白质与 DNA 相互作用的技术，该技术利用 Tn5 转座酶的特点，在切割染色质的同时直接插入接头（adaptor）极大地缩减了建库时间，且对样本量要求更低，所需测序深度也更低。

 

原理：

如图1所示，该技术和 CUT&RUN 一样，都是利用刀豆素 A 磁珠（ConA 磁珠）来捕获细胞，但是该方法是通过转录因子等蛋白特异性抗体引导 Protein A/G-Tn5 转座酶对目标染色质区域进行切割，同时在序列两端加上测序接头，通过 PCR 扩增后形成用于高通量测序的文库。

图 1.CUT&Tag 原理。
 

Tn5 转座酶工作原理：

如图 2 所示，当转座事件发生时，两个Tn5转座酶分子结合到供体 DNA (Donor DNA) 的转座子的 ME 序列，形成两个 Tn5 转座酶分子与供体 DNA 的复合物 ①，随后两个 Tn5 转座酶分子通过 C 末端相互作用进行联会并环化 (Circularization) 转座子，形成一个 Tn5 转座酶二聚体复合物 (Transposase dimer complex)②，在 Mg²⁺ 存在的条件下，Tn5 转座酶切割供体 DNA，并携带供体 DNA 片段离开供体链形成转座体 (Transposome)③，当 Tn5 转座体识别靶点 DNA (Target DNA)，也称受体 DNA (acceptor DNA)，并结合到随机靶序列 (Target site) 上形成转座体与靶序列的复合物 ④，在 Mg²⁺ 存在条件下，会对靶序列进行切割，将其携带的供体 DNA 片段插入靶序列中，形成转座后的 DNA 序列 (Transposed DNA)⑤，切割形成的 9bp 粘性末端可以通过 DNA 聚合酶、连接酶作用进行填补，最终两端形成 9bp 正向重复序列。基因从供体 DNA 通过 Tn5 转座酶“剪切”之后“粘贴”到另一受体 DNA，实现了基因片段在基因组中的“跳跃”。

图 2. 碧云天 BeyoNGS™ Tn5 Transposase 的工作原理图。
 

碧云天生产的 BeyoNGS™ pG-Tn5 Transposase 和 BeyoNGS™ pA-Tn5 Transposase 是一种来源于 E.coli，经过改造的具有极高活性 Tn5 转座酶突变体和 Protein G 的融合蛋白。在和适当测序接组装后成 pG-Tn5 转座体或 pA-Tn5 转座体，可用于 CUT&Tag 实验。与野生型 Tn5 转座酶相比，其插入效率至少提升 1000 倍，具有转座随机性好、稳定性高、插入位点易测序等特点。
 

方法优势：

1.不需要固定：传统的 ChIP 需要先进行甲醛固定，而 CUT&RUN 利用包被有凝集素（刀豆素 A）的磁珠特异性结合细胞上的糖基化修饰分子捕获细胞。
2.所需细胞量更少：传统的 ChIP 需要大概 100-1000 万个细胞，CUT&RUN 实验需 50 万个细胞，而 CUT&Tag 仅需 0.5-50 万个细胞。
3.测序背景低：传统的 ChIP 需要对整个染色质打断，一定会产生背景噪声，而 CUT&Tag 因为切割只发生在结合位点附近，因此检测背景很低。
4.节省时间：传统的 ChIP 需要 2-3 天时间，而 CUT&Tag 仅需 1-2 天，且极大地减少了建库时间。
 

方法顾虑：

传统的 ChIP 实验需要进行交联而 CUT&Tag 并不需要交联，因此适用于 ChIP 的抗体并不一定同样适用于 CUT&Tag 实验，因此大家需要根据实际条件来判断是选用传统的 ChIP、CUT&RUN 还是 CUT&Tag 哦~

该实验涉及到的产品信息：