ATAC-seq及CUT&Tag技术，是目前炙手可热的表观遗传学研究技术，在文章中用好这些技术，可以使文章增色不少，但目前还有很多科研人都未接触过相关技术，因此让我们来详细了解一下这两个好用的明星技术。
首先，我们从常见的表观遗传研究「套路」入手，来看看这些技术是怎样运用的：

1. ATAC-seq 可以得到实验时点全基因组染色质开放信息，RNA-seq（RNA sequencing）可以得到同一时点的基因表达信息，将两个组学数据联合分析，可以获得该时点下影响基因表达的的上游调控区域，寻找到潜在TF（Transcription Factor）影响基因表达。
2. 通过对比不同细胞或者相同细胞在不同阶段的组学数据，可以对比出基因表达调控的差异。
3. 通过CUT&Tag对TF进行验证，找到与TF结合的靶基因。
4. 基因敲除/过表达关键TF，调控目的基因，并结合表型变化，解析转录因子动态调控变化机制。

研究思路清晰了，咱们再来详细了解一下这两个技术。

ATAC-seq技术：
ATAC-seq技术，即染色质可及性检测技术，在真核生物细胞中，DNA与组蛋白结合形成核小体，核小体再进一步折叠压缩形成染色质，在DNA复制或转录时，染色质紧密结构被打开，称为开放染色质（Open Chromatin）；未开放区域为封闭染色质（Closed Chromatin）。同时，开放区允许反式作用因子与启动子、增强子、绝缘子、沉默子等顺式调控元件相结合。这种允许调控因子结合的特性称为染色质的可及性。ATAC-seq则是利用Tn5转座酶结合高通量测序技术，来研究染色质可接近性，即ATAC-seq。

ATAC-seq技术工作原理：ATAC-seq技术的核心是孵育有测序接头的Tn5酶。在进行ATAC-seq实验时，首先提取细胞核，然后孵育连有接头的Tn5酶。随后Tn5酶对染色质开放区进行打断，在打断的同时加上测序接头，接着进行DNA提取，PCR扩增构建文库。经过测序分析，推断染色质可行性、转录因子结合位点、组蛋白修饰区域和核小体位置。 ATAC-Seq建库实验流程详解：
1.裂胞
裂解细胞，制取细胞核。高灵敏度ATAC-seq实验方案2.0（近岸蛋白产品目录号：N248）最低兼容500个细胞进行实验，且提供常用的基础细胞裂解液，适用于人源、鼠源的细胞系；同时，对于其他非实验室培养细胞系的裂解，也可参照相关文献，在基础细胞裂解液中添加相应的成分从而达到更好的裂解效果。高质量的细胞核是实验成功的基础，也是染色质开放性实验最关键的步骤。
2.片段化
打断基因组，获取目的片段。此模块需包含一个孵育测序接头的转座酶，近岸蛋白ATAC-seq实验方案2.0内含特殊优化的转座体，灵敏度更高，可实现500-50,000个细胞建库，下机数据分布清晰、信噪比高、特异性强。 3.DNA提取
片段化之后，可以选择性的进行DNA提取。近岸蛋白Tagment DNA Extract Beads（DNA提取磁珠，目录号：N245），该磁珠能够完整的保留40-100bp的小片段。 4.扩增
将提取产物PCR扩增，选择无偏好性扩增酶扩增酶，能够更好地地完成文库扩增，获得更优质的结果。 5.文库纯化

扩增后的文库可直接使用近岸蛋白NovoNGS® DNA Clean Beads（目录号：N240）纯化，纯化后的产物可直接用于二代测序。

近岸蛋白ATAC-seq实验方案2.0（目录号：N248），提供ATAC-seq实验所需试剂及磁珠，一盒解决您的染色质开放区研究实验需求！

在使用ATAC-seq染色质开放性检测后，寻找到潜在TF后，则需要使用CUT&Tag技术进一步探究潜在TF的具体作用。

CUT&Tag技术：
CUT&Tag是一种蛋白质-DNA互作关系研究的新方法，与以往的ChIP-Seq、pA-MNase等方法相比，该技术方法简便易行，信噪比高，重复性好，所需细胞少，仅需60个细胞，且有望做到单细胞水平。 CUT&Tag技术原理示意图
接下来，我们详细解析一下CUT&Tag技术。
1.细胞悬液制备/细胞核制备
实验室常规培养细胞制成细胞悬液即可，尽量减少细胞聚团情况；组织样本、冷冻组织样本则建议使用裂胞试剂获取细胞核，单次实验≥60细胞即可实验，实验细胞量远远低于其他实验。
2.细胞/细胞核与磁珠结合
使用表面耦连刀豆蛋白的磁珠，从细胞悬液中富集细胞或细胞核，使后续实验可视化。
3.一抗、二抗孵育
选择研究位点对应的一抗抗体进行实验，同时选择与一抗同源的无修饰的二抗，如：一抗使用H3K4me3的兔抗，则二抗选择无修饰的羊抗兔二抗抗体。
选择ChIP或IP实验验证的一抗抗体可有效提高成功率；一抗用于靶点定位，二抗用于放大一抗信号，使后续转座酶切割更精准。
4.转座体孵育与片段化
将转座体加入样本中，并加入含有Mg²⁺的缓冲液，激活转座体进行片段化。
5.DNA回收及PCR扩增
使用提取磁珠回收片段化的DNA，纯化，再进行PCR扩增，即可用于二代测序。
数据展示 ： CUT&Tag技术具有实验操作简便，下机数据信噪比高等优点，已经成为了替代ChIP-seq、pA-MNase技术的优选技术，特别是在组蛋白修饰及结合力强的转录因子研究中，但针对一些高动态性、结合力较弱的DNA结合蛋白，则难以获得理想的结果，近岸蛋白采用高浓度甲醛交联固定的方法，创新推出CUT&Tag^® 4.0试剂盒，使弱结合力蛋白也能够获得较好的下机数据，信噪比高，重复性好。
近岸蛋白CUT&Tag^® 4.0试剂盒甲醛交联数据展示： 数据表明，高浓度甲醛交联后，与非交联状态对比，转录因子的下机数据背景更低，信噪比更高，结果更易于后续数据分析。
近岸蛋白CUT&Tag^® 4.0试剂盒（目录号：N259-YH01），拥有针对弱结合力蛋白高效的甲醛交联方案，同时也拥有传统CUT&Tag实验方案，一盒两套方案及试剂，不论转录因子、辅因子还是组蛋白修饰等研究，都能够轻松hold住！

 

总结：ATAC-seq是一种高效探索染色质开放区的技术，其以简便高效，重复性好等优点，已成为研究染色质开放性优选的技术方法；而CUT&Tag技术是一种蛋白质-DNA互作的研究方法，具有操作简便，下机数据信噪比高、重复性好等特点，两种技术均较前代技术在实验操作及结果可靠性有着明显的提升，成为了相关实验中的优选技术。并且，通过ATAC-seq、CUT&Tag和RNA-seq等多组学方案进行研究也可为文章增色不少，高分文章、国自然申请，也能马到成功！