CST 博客

Cell Signaling Technology 官方博客,我们在这里探讨实验室工作的体验,并分享贴士、技巧和相关信息。

信号太低无法检测?您的 CUT&Tag 库可能仍值得测序

阅读更多内容
所有帖子

您装上生物分析仪,屏住呼吸,然后看着轨迹出现。而不是一个干净的高峰,您看…… 几乎什么都没有。没有明显的库峰值,没有令人欣慰的曲线——只有一条模糊的痕迹,看起来好像失败了。与此同时,您的测序预算很紧张,样本很珍贵,而您的项目时间却在一分一秒地流逝。

对于每位表观遗传学研究人员来说,这一刻最让人焦虑:文库真的彻底失效了吗?还是即便信号微弱或几乎不可见,仍能产生高质量的 NGS 数据?在这篇文章中,我们将解释为什么“信号太低无法检测”并不等同于“质量太差不足以测序”,以及如何根据数据自信地做出决策,判断何时应该继续推进,何时应该回到实验阶段。

染色质分析方法,例如染色质免疫沉淀法 (ChIP) 和下一代测序分析,彻底改变了研究人员研究蛋白质-DNA 相互作用的方式。诸如 ChIP-Seq 这样的技术已经迅速成为生成全基因组结合图谱的标准方法。开发了 CUT&RUNCUT&Tag 等新方法,以解决传统 ChIP 工作流程的关键痛点,包括输入要求、背景信号和实际操作时间。

如果您已经采用了 CUT&Tag 技术,往往希望从少量细胞中获得更高灵敏度,并获得目标靶标的更清晰信号——因此,当生物分析仪的轨迹显示“低产量”时,尤其会感到沮丧。文库准备就绪后,您将面临一个关键的决策点:如何解读 NanoDrop 或 Qubit 测量结果以及 Bioanalyzer 或 TapeStation 的轨迹,判断您的 CUT&Tag DNA 文库是否仍然值得测序。

并非所有方法都一样:文库产量取决于测量方法

ChIP-SeqCUT&RUN 和现在的 CUT&Tag 都依赖于 NGS 之前的精确 DNA 定量;然而,不同的方法对同一个文库可能会产生截然不同的结果。 

Bioanalyzer 仪或 TapeStation 仪经常用于设立 DNA 和 RNA 样品质量控制。在分析之前,可使用 Thermo Fischer Scientific Nanodrop 仪、Qiagen QIAxpert 系统、Thermo Fisher Scientific Qubit 荧光计定量系统或 PicoGreen 测定法测定文库浓度。然而,已扩增 CUT&Tag DNA 文库的测量产量可能基于所用方法变动。

下面,CST 的科学家们对比了 NanoDrop、Qubit 和 PicoGreen 对同一扩增的 CUT&Tag DNA 文库的测量结果,并提供了实用的产量指导原则——以及即使这些数值看起来很低,为什么仍然可以获得高质量的 NGS 数据。

 

NanoDrop、Qubit 和 PicoGreen 在 CUT&Tag 文库方面的比较
方法 靶标 预期浓度 建议
NanoDrop 或 QIAxpert 系统 组蛋白 10–20 ng/µL 如果您的 DNA 文库浓度 3 ng/µL,我们建议继续进行 NGS 分析,即使 BioAnalyzer 或 TapeStation 系统上文库 QC 信号微弱或不可见。如果文库浓度 <3 ng/µL,请参阅 CST 疑难解答指南
辅助因子或
转录因子
5–12 ng/µL
Qubit 荧光计定量系统或 PicoGreen 测定法 组蛋白 3–10 ng/µL 浓度可能太低以致不能在 BioAnalyzer 或 TapeStation 系统上运行。如果您的阳性对照(如三甲基组蛋白 H3 (Lys4) 生成预期的文库产量和/或 Bioanalyzer 峰或 TapeStation 峰,或对 CUT&Tag DNA 文库进行 qPCR QC 生成良好的信噪比,我们建议您仍使用 NGS 分析文库。
辅助因子或
转录因子
<1 ng/µL

 

生物分析仪信号低甚至检测不到并不意味着您的 CUT&Tag 文库测序一定会失败,尤其是在更灵敏的定量方法和对照支持继续进行的情况下。

请参阅 CUT&Tag 常见问题 (FAQ) 页面,查看支持性数据和/或了解将不同产量的样品汇集在一起的指导。

测序前如何对 DNA 文库进行质量控制

Bioanalyzer 或 TapeStation 系统为您提供关于样品浓度、片段平均大小范围和样品纯度的信息。当目的靶标(例如转录因子)在细胞中含量不高,或者只有少量细胞可用时,这些分析结果可能表明文库产量较低,从而难以判断是否要继续进行 NGS 分析。

在这种情况下,许多使用 ChIP-Seq 或 CUT&RUN 文库的研究人员可能会选择放弃,但使用 CUT&Tag 时,文库的基线阈值更低——这就提出了一个重要的问题:即使来自 Bioanalyzer 或 TapeStation 系统的信号低,仍可能成功对 CUT&Tag DNA 文库测序吗?

即使 Bioanalyzer 或 TapeStation 的信号低,CUT&Tag 也可能提供优质的 NGS 数据

使用低丰度靶标或少量细胞时,我们建议将阳性对照如 Tri-Methyl-Histone H3 (Lys4) 随您的 DNA 文库一起运行来评估实验步骤成功与否。1如果阳性对照信号高但靶标文库信号低,仍然可以成功对 CUT&Tag DNA 文库测序,以提供重要的蛋白质-DNA 相互作用数据(图 1)。 

因此,我们建议即使您在来自 Bioanalyzer 或 TapeStation 系统的图谱中看到极弱峰或甚至看不到可见峰,仍对 CUT&Tag DNA 文库测序。

尽管在高灵敏度生物分析仪芯片上信号较弱,但仍获得了可靠的 TCF4/TCF7L2 测序结果

从低 Bioanalyzer 信号的 CUT&Tag DNA 文库获取 TCF4 测序数据

使用 Bioanalyzer 分析 CUT&Tag DNA 文库并显示 NGS 轨迹

图 1. 以数个加载型 pAG-Tn5 的来源,用 HCT 116 细胞和 TCF4/TCF7L2 (C48H11) Rabbit mAb #2569 进行 CUT&Tag。每种酶的用量基于制造商的建议。使用 CUT&Tag Dual Index Primers and PCR Master Mix for Illumina #47415 制备 DNA 文库。图片(上图)显示从 Bioanalyzer 系统对三个 CUT&Tag DNA 文库进行高灵敏度 DNA 芯片检测得到的图谱。

使用 Bioanalyzer 系统上的高灵敏度 DNA 芯片分析相同的 DNA 文库,并对其进行测序,所得的 NGS 轨迹如图所示(下图)。NGS 数据显示等同结合作用遍及第 8 号染色体(上图),包括 TCF4/TCF7L2 的已知靶标基因 MYC(下图)。

qPCR:CUT&Tag DNA 文库的替代性 QC 方法

如果您仍然顾虑对具有 Bioanalyzer 或 TapeStation 系统的低信号结果的 CUT&Tag DNA 文库测序,另一个选择是比照已知的阳性基因座和阴性基因座对 DNA 文库执行 qPCR 作为 NGS 之前的 QC 步骤,以评估染色质片段的富集情况。

重要的是指出,应当对 CUT&Tag DNA 文库,而非对文库制备之前的 CUT&Tag DNA 进行 qPCR。CUT&Tag DNA 与文库扩增之前的 qPCR 分析不兼容,因为带标签的小 DNA 和大 DNA 因 CUT&Tag 测定法结束时核膜遭打破开放而同时存在于样品中。带标签的 DNA 在 DNA 文库 PCR 扩增期间选择性富集,这有效稀释基因组 DNA 并使 CUT&Tag DNA 文库可用于 qPCR 分析。用 qPCR 产生优良信噪比是您还将能够成功对 CUT&Tag DNA 文库测序的强力指标。

CUT&Tag DNA 文库生成信噪比高得多的 qPCR 数据

CUT&Tag DNA 文库生成信噪比高得多的 qPCR 数据

图 2. 使用 CUT&Tag Assay Kit #77552,对 HeLa 细胞和 Tri-Methyl-Histone H3 (Lys4) (C42D8) Rabbit mAb #9751进行 CUT&Tag。使用 CUT&Tag Dual Index Primers and PCR Master Mix for Illumina Systems #47415 制备 DNA 文库。 使用针对 H3K4me3、SimpleChIP® Human RPL30 Exon 3 Primers #7014 和 人 GAPDH 外显子 1 引物 Exon 1 Primers 的已知结合位点的阳性引物组,以及针对 H3K4me3、SimpleChIP Human MyoD1 Exon 1 Primers #4490 的已知阴性位点的阴性引物组,通过实时 PCR 对富集的 DNA 定量。每份样品中免疫沉淀的 DNA 的量表现为相对于染色质输入总量(其等同于一)的信号。

底线

我们发现,TapeStation 系统上的高灵敏度 ScreenTape 检测方法(而非标准 ScreenTape 检测方法)由于其优化的荧光化学和降低的基线噪声,为 CUT&Tag 文库质量评估提供了更好的方法。

底线,不要让 Bioanalyzer 或 TapeStation 系统的低信号阻止您对 CUT&Tag 文库 DNA 测序。如果您继续用标准检测方式,很可能会错过高质量的成果!

 

参考

  1. Kaya-Okur HS, Wu SJ, Codomo CA 等人 CUT&Tag for efficient epigenomic profiling of small samples and single cells. Nat Commun. 2019;10(1):1930. 发布于 2019 年 4 月 29 日。doi:10.1038/s41467-019-09982-5

23-ETC-03854

Andrea Tu 博士
Andrea Tu, PhD
Andrea Tu 博士是痴迷于了解最新科学趋势和发展的 Kallidus Group 科学营销部经理。她从加州大学伯克利分校取得分子生物学与细胞生物学博士学位,在那里,她研究了 TGF-β 信号转导通路中的 Smad 翻译后修饰。20 年间,Andrea 先后在加州大学圣地亚哥分校、索尔克研究所、斯坦福大学、安捷伦科技公司和 Bio-Techne 从事涉及研发、销售支持和营销的技术岗位。

最新文章

设计基于嵌合抗体的神经科学多重免疫荧光实验

对固定冷冻脑组织进行基于宿主物种的多重免疫荧光 (IF) 分析……
Sandra (Schrötter) Coveney, PhD 2025 年 11 月 20 日

癌症标志:非突变性表观遗传重编程

非突变性表观遗传重编程是癌症的一个决定性特征,指的是肿瘤细胞……
Curtis Desilets 2025 年 11 月 5 日

CiteAb Top 100:重组抗体与发现试剂榜单

每年,CiteAb Top 100 抗体报告,都会重点介绍在已发表研究中最常被引用的试剂……
Alexandra Foley 2025 年 10 月 31 日
Powered by Translations.com GlobalLink Web SoftwarePowered by GlobalLink Web