一文搞懂CUT&RUN(小清新版)

核酸酶靶向切割和释放(Cleavage Under Targets and Release Using Nuclease, CUT&RUN)实验由Peter J Skene和Steven Henikoff 发明于2016年,是一种新型的研究蛋白质与DNA相互作用的技术。该技术相较于传统的传统ChIP(点击了解)更简单有效,近年来受到越来越多的研究人员青睐。

原理

其主要原理是,将细胞固定在刀豆素A磁珠(ConA磁珠)上,然后用去垢剂如洋地黄皂苷(Digitonin)通透细胞膜,加入特异性的一抗Protein A-MNase或Protein G-MNase,一抗募集pA-MNase或pG-MNase到染色质的靶蛋白上,然后通过适量浓度的Ca2+来激活MNase,利用MNase的酶切特性切割靶蛋白两侧的DNA并释放切割下来的基因组DNA,后续经纯化、富集的切割下来的基因组DNA片段可通过qPCR检测和定量,也可用于二代测序(NGS)分析。

图1. CUT&RUN原理。

小知识:
1.刀豆素A磁珠:由高质量的刀豆素A (Concanavalin A, ConA)与超顺磁性纳米级磁珠共价偶联而成,能够快速、高效、灵敏、特异性地与糖蛋白、糖脂、多糖等带有糖基化修饰分子结合,主要用于分离细胞或用于分离细胞或组织裂解液或血清中的糖蛋白等糖基化修饰分子等实验。
碧云天生产的BeyoMag™ Concanavalin A Magnetic Beads (刀豆素A磁珠)(P2156)结合特异性强、结合量高、结合速度快,是您实验的最佳选择!(详细了解请戳
2.MNase: 全称为Micrococcal Nuclease,即微球菌核酸酶也被称为S7 Nuclease,是一种来源于金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)的核酸内切酶,在pH7.0-10.0和Ca2+的条件下可降解单链、双链、线状、环状等多种形式的DNA或RNA,并产生3'磷酸末端的单核苷酸和寡核苷酸。MNase对单链核酸的切割效率比双链核酸更高。
碧云天同时提供蛋白A-微球菌核酸酶(pA-MNase) (D7195)蛋白G-微球菌核酸酶(pG-MNase)(D7197)蛋白AG-微球菌核酸酶(pAG-MNase) (D7199) 同时具有Protein A或Protein G或Protein A/G的抗体结合活性和MNase的核酸内切酶活性,能够轻松实现核酸切割(产品效果见图2)!

图2. 碧云天的蛋白AG-微球菌核酸酶(pAG-MNase) (D7199)降解核酸的效果图。在20μl反应体系中(50mM Tris pH8.0, 5mM CaCl2),加入1μg Lambda DNA及相应量的本产品,37℃孵育15分钟,反应完毕后立即置于冰浴,并加入1μl 0.5M EDTA pH8.0以终止反应。加入4μl DNA上样缓冲液(6X) (D0071),电泳检测。

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.所需细胞量少:传统的ChIP需要大概100-1000万个细胞,而CUT&RUN实验仅需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&RUN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&RUN仅需1-2天。

方法顾虑

传统的ChIP实验需要进行交联而CUT&RUN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&RUN实验,因此大家需要根据实际条件来判断是选用传统的ChIP还是CUT&RUN哦~

该实验涉及到的产品信息:

产品编号 产品名称 产品
P2156 BeyoMag™ Concanavalin A Magnetic Beads (刀豆素A磁珠) 200μl/1ml/5ml
D7195 蛋白A-微球菌核酸酶(pA-MNase) 60KU/300KU
D7197 蛋白G-微球菌核酸酶(pG-MNase) 60KU/300KU
D7199 蛋白AG-微球菌核酸酶(pAG-MNase) 60KU/300KU
P1005 蛋白酶抑制剂混合物(通用型, 100X) 1ml/5ml
P1045 蛋白酶磷酸酶抑制剂混合物(通用型 , 50X) 各2ml/各10ml
ST1272 洋地黄皂苷(Reagent grade) 25mg/100mg/500mg
S0010 Spermidine (nNOS抑制剂) 200mg
ST365 0.25M 氯化钙(无菌) 100ml
D0033 PCR纯化试剂盒/DNA纯化试剂盒 50次
D0041 BeyoMag™磁珠法PCR/DNA纯化试剂盒 50次/200次
D7260 BeyoFast™ SYBR Green qPCR Mix (2X) 1ml/5ml/25ml
D7262 BeyoFast™ SYBR Green qPCR Mix (2X, Low ROX) 1ml/5ml/25ml