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什么是CUT&Tag技术？
CUT&Tag 技术是一种新兴的研究染色质开放性及组蛋白修饰的研究方法。与传统的 ChIP-seq 技术相比，CUT&Tag 所需的细胞起始量更少，60-100000个细胞就可以满足需要，实验操作更简便，信号背景更低，能更高效地检测到低丰度的靶蛋白结合位点，能够更精准地反映染色质的状态。相较于 ATAC-seq，CUT&Tag 能够更精准地针对特定蛋白进行研究，提供更详细的蛋白质-DNA 相互作用信息。此外，与 DNA 甲基化检测技术相比，CUT&Tag 在研究染色质相关蛋白方面具有独特的优势，为深入理解基因调控机制提供了有利手段。
CUT&Tag 技术原理：CUT&Tag技术的核心是在Tn5上融合了protein A/G抗体结合功能域的转座体pAG-Tn5。在实验过程中，利用抗体（一抗）特异性地识别靶蛋白，通过二抗的使用放大信号，最后孵育pA-Tn5 转座体，利用这三者的结合将 DNA 附近的片段进行切割并加上接头，然后进行 PCR 扩增，从而获得高分辨率的全基因组范围内染色质信息
天津舍为斯生物技术有限公司推出CUT&Tag技术科研服务，该技术具有高灵敏度、低背景噪音、样本需求量少等优点。可以在组蛋白、转录因子、反式作用因子等全基因组水平进行DNA-蛋白质互作的研究。 到目前为止，CUT&Tag技术已经用在动物、植物、微生物等实验室常用模式生物和细胞系中表现出广谱的适用性。
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CUT Tag技术的不同应用场景
1. 转录因子结合位点的鉴定
CUT&Tag 技术可用于精准鉴定转录因子结合位点。通过该技术，能够特异性地捕获与转录因子结合的 DNA 片段，并进行深度测序分析。利用其高分辨率和低背景噪音的特点，能够更准确地确定转录因子在基因组上的结合位置。这有助于深入理解基因表达调控的分子机制，揭示转录因子如何与特定 DNA 序列相互作用来调控基因的转录过程。此外，该技术还为研究基因表达调控网络提供了重要的实验依据，推动相关领域的发展。
CUT&Tag分析SOX15 结合的靶基因
（Xiaoman Wang et al.2021）
2.组蛋白修饰的分析
CUT&Tag 技术可用于精确分析组蛋白修饰。通过该技术，能够高分辨率地检测特定基因组区域的组蛋白修饰情况，从而深入了解基因表达调控机制。例如，它可以帮助确定哪些组蛋白修饰与基因的激活或抑制相关，以及这些修饰在不同细胞类型或发育阶段的变化。此外，CUT&Tag 还能揭示组蛋白修饰与其他表观遗传标记之间的相互作用，为研究基因表达调控的复杂网络提供重要信息，有助于进一步阐明细胞命运决定和疾病发生发展的分子机制。
CUT&TAG技术在组蛋白修饰领域的应用
（Genta Okude et al.2024）
3.染色质开放性的研究与基因调控网络构建
（1）CUT&Tag 技术可用于深入研究染色质开放性。通过该技术，能够精确地确定染色质中开放的区域，这些区域往往与基因的转录活性密切相关。研究人员利用 CUT&Tag 技术，可以在全基因组范围内检测染色质的开放性，从而揭示基因表达调控的机制。例如，分析不同细胞类型或发育阶段中染色质开放性的变化，有助于理解细胞分化和发育过程中的基因调控网络。此外，该技术还可用于研究疾病状态下染色质开放性的改变，为疾病的发病机制研究和治疗提供新的思路。
参考文献：Cut&tag: a powerful epigenetic tool for chromatin profiling-PMC (http://nih.gov)
（2）CUT&Tag 技术为基因调控网络的构建提供了有力手段。通过该技术，能够精确地确定特定蛋白质与 DNA 的结合位点，从而揭示基因之间的相互作用关系。利用 CUT&Tag 获得的大量数据，可以分析转录因子等调控因子与靶基因的结合情况，进而构建出基因调控网络。这有助于深入理解基因表达调控的机制，发现新的调控关系和关键节点。例如，研究人员可以通过比较不同细胞状态或发育阶段的基因调控网络，揭示基因表达调控的动态变化，为疾病发生发展机制的研究和治疗提供新的思路。
参考文献：Minor Spliceosomal 65K/RNPC3 Interacts with ANKRD11 and Mediates HDAC3-Regulated Histone Deacetylation and Transcription - PubMed (http://nih.gov)
4.单细胞与CUT&Tag
CUT&Tag分析表明，初始细胞材料可低至60-100个细胞。该技术进一步改进,可应用于单细胞，为检测看似均匀的细胞类型之间或组织内的表观基因组变异性提供了独特的机会。不出所料的，2019年所有描述CUT&Tag的实验条件都适用于单细胞。虽然ChIP-seq和CUT&RUN已经被报道用于单细胞染色质分析,由于溶液中存在染色质片段，其应用相对有限。相反，CUT&Tag的pA-Tn5与抗体靶向片段两端的DNA紧密结合，将片段保留在细胞核内，因此从细胞核或完整细胞到碎片化的所有步骤都可以批量进行。这表明CUT&Tag技术在单细胞测序方面有很好的应用。 CUT&Tag技术在单细胞测序领域具有广阔的潜在应用前景。它有望更深入地揭示细胞异质性，为理解细胞的功能和发育提供更精细的信息。
参考文献：Fu Z, Jiang S, Sun Y. Cut&tag: a powerful epigenetic tool for chromatin profiling. Epigenetics.2024 Dec;19(1):2293411. doi: 10.1080/15592294.2023.2293411. Epub 2023 Dec 17. PMID: 38105608; PMCID: PMC10730171.
不同样品细胞可通过CUT&TAG技术来区分细胞身份
（Zhijun Fu et al.2024）
5.类器官表观调控
CUT&Tag 技术在类器官表观遗传领域具有广阔的潜在应用前景。该技术有望更深入地揭示类器官发育过程中的表观遗传调控机制，为理解疾病发生发展提供新的视角。此外，它可能助力开发更精准的疾病模型，为药物筛选和治疗策略的制定提供有力支持。
实例：利用CUT&Tag技术探究不同发育时间点的脑和视网膜类器官发育，并根据发育时间点对细胞进行着色，揭示了细胞状态的异质性和神经上皮作为分支点的异质性。
参考文献：Zenk, Fides et al. “Single-cell epigenomic reconstruction of developmental trajectories from pluripotency in human neural organoid systems.”Nature neuroscience vol. 27,7 (2024): 1376-1386. doi:10.1038/s41593-024-01652-0
人脑类器官从多能性发育到神经发生的单细胞表观遗传基因组图谱
（Zenk, Fides et al.2024）
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