Chapter 13. CUT&Tag法によるクロマチン構造解析


CUT & Tag法とは

CUT&Tag(Cleavage Under Targets and Tagmentation)とは、タンパク質とゲノムの相互作用を研究するための新しいテクノロジーで、Kaya-Okur HS et al., Nature Commun. 2019にて紹介されている効率的なクロマチンプロファイリングの手法です。

この手法はイムノテザリングと呼ばれ、修飾酵素を目的の抗体にテザリング(係留)して周辺DNAを切り出す手法で、近年CUT & RUN (Cleavage Under Targets and Release Under Nucleases)と共に注目を集めています。

CUT&Tagでは、プロテインAと改変組換えTn5トランスポザーゼを融合させたpA-Tn5トランスポザーゼを使用し、クロマチン転写因子の近傍DNAにシーケンスアダプターを選択的に挿入して配列決定することにより、タンパク質のゲノム上の結合部位を精度よく同定することが可能となります。

クロマチン免疫沈降 (ChIP)
CUT & Tag 法

CUT & Tagプロセスの概要

最初にサンプル中のネイティブな細胞をConA磁気ビーズ上に固定化します。

続いて細胞を透過処理し、ターゲットに特異的な1次抗体と共にインキュベート後、2次抗体とインキュベートします。

さらにシーケンスアダプターをロードしたプロテインA-Tn5トランスポザーゼ(pA-Tn5 transposase)を加え、2次抗体と結合させます。

pAにガイドされたトランスポザーゼをMg+で活性化することによって、トランスポソームにロードされた配列の挿入が起こり、クロマチンに相互作用しているDNAのシーケンスライブラリーを簡単かつ効率的に生成することが可能です。

得られた断片にシーケンス用のアダプターを追加で付加する作業は必要ありません。

生成したシーケンスライブラリーをDNA精製キットなどで精製し、PCR等で増幅した後、QCを行って次世代シーケンシングに供します。

生細胞からシーケンス可能なライブラリー調製までの全プロセスは、ベンチトップの単一チューブまたはハイスループットパイプラインのマイクロウェルで完了させることができます。

CUT & Tag法のメリット

ChIP-seqと比較して、CUT&Tagは

  1. 少ない細胞インプット量からのデータ取得が可能
  2. クロマチンの調製が不要
  3. ConAビーズによりサンプルの取り扱いが簡単
  4. ライブラリー調製が劇的に簡略化され、操作時間が短い
  5. 高いS/N比

 

という大きな利点があり、特に初期胚発生、幹細胞、腫瘍などのエピジェネティクス研究に適しています。

特にCUT&Tag法では、目的のヒストンマーク付近のDNAのみ抗体に係留したTn5トランスポゼースを介して特異的に濃縮するため、ChIP-seqと比較して少ないリード数で目的のデータを取得することができ、例えばベンチトップの次世代シーケンサーでも十分にカバレッジを得ることが可能になります。

iDeal CUT&Tag Kit for Histone

DiagenodeではCUT&Tagによる解析を手軽に開始していただくため、ヒストンの解析に最適化された試薬とプロトコールを同梱したキットiDeal CUT&Tag Kit for Histoneをご提供いたします。

定評のある弊社のpA-Tn5 Transposase融合タンパク質をはじめとしたコア試薬の他、

  • ・バッファー
  • ・ConAビーズ
  • ・DNA精製キット

を同梱したオールインワンのキットとなっております。

次世代シーケンシング手前までの全工程を2.5日間で実施することが可能です。

10,000~300,000個・細胞のサンプルインプットに対応可能で、ライブラリーの定量ステップにより適切な増幅サイクルでバイアスの少ないシーケンス結果が得られます。

iDeal CUT&Tag kit for Histones

グローバルサイトの製品ページです。実験例のデータやマニュアルダウンロードはこちらをご覧ください!

2次抗体とコントロール用抗体・プライマーを同梱したパッケージ

Antibody package for CUT&Taganti-rabbitanti-mouseがございます)

72サンプルまでマルチプレックス化可能な

シーケンス用のプライマーインデックスPrimer indexes for Tagmented libraries

については別添となっております。お手元の実験に合わせて、柔軟にお買い求めいただけます。

DiagenodeのCUT&Tag酵素

Diagenodeでは、効率的なCUT&Tagアッセイ用のpA-Tn5 Transposase融合タンパク質を提供しています。さらに、CUT&TagでChIP-seqグレードの抗体(CUT&Tag確認済み抗体)をテストし、このアッセイにおいて高い性能を発揮できることを実証しています。

多サンプル処理への対応として、マルチプレックス用プライマーインデックス 24 SI for Tagmented librariesを用いることによって複数のサンプルを同時にシーケンスすることも可能です。

さらに、マルチプレックス化におけるインデックスホッピングが原因の他サンプル配列混入を排除する24 UDI for Tagmented librariesを用いることにより、より正確なマルチプレックスシーケンスが実現可能です。

グローバルサイトでご確認ください

Protein A-Tn5 Transposase (loaded)

pA-Tn5トランスポゼースは、CUT&Tagアッセイ用に開発された高活性Tn5トランスポゼースとプロテインAの融合タンパク質です。本品はシーケンスアダプターをトランスポゼース中にロード済みのloaded品となります。

Protein A-Tn5 Transposase (unloaded)

pA-Tn5トランスポゼースは、CUT&Tagアッセイ用に開発された高活性Tn5トランスポゼースとプロテインAの融合タンパク質です。本品はシーケンスアダプターがロードされておらず、ご自分でご希望の配列のアダプターをロードできるunloaded品です。

CUT&Tag抗体

CUT&Tagアッセイの成功には特異性の高い抗体が不可欠です。CUT&Tagで実際に使用し結果が得られることを確認済みのDiagenode社の抗体をリストアップいたしました。

Antibody package for CUT&Tag

CUT&Tagでご使用いただける2次抗体とコントロール抗体・プライマーのパッケージです。抗ウサギ・抗マウスの2種類を取りそろえております。

24 SI for ChIPmentation

CUT&Tagを含むタグメンテーション法にご使用になれる24種入りのシーケンス用シングルプライマーインデックスです。Illumina社製NGSによるシーケンシングに適合し、24サンプルまでのマルチプレックス化が可能となります。

24 UDI for Tagmented libraries - Set I

デュアルインデックスを用いたマルチプレックス化の際に生じるインデックスホッピングの影響を排除することが可能なユニークデュアルインデックスです。CUT&Tagを含むタグメンテーション法にご使用になれます。

Tagmentase (Tn5 transposase)

DiagenodeのTn5トランスポゼースは高いDNA切断と断片挿入活性を有しており、ATAC-seqやChIPmentationなど次世代シーケンスのライブラリー調製に力を発揮します。挿入するDNA断片は別添のため、実験の目的に応じて柔軟にご使用いただけます。

ChIPmentation Kit for Histones

ChIPmentation Kit for HistonesはChIPmentationを用いてChIP-seqを行うために必要な試薬を含むオールインワンのキットです。ヒストンマークに対するChIP-seqを行う方に最適なキットです。

TAG Kit for ChIPmentation

ChIPmentationは、クロマチン免疫沈降で得られたクロマチンDNAにワンステップで酵素的に(Tn5トランスポゼース活性)シーケンスプライマーを導入できるライブラリー調製法です。このTAG kitはタグメンテーション部に使用していただける柔軟性の高いキットです。


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