CUT&RUN实验中的甲醛交联与MNase酶切割
MNase(Micrococcal nuclease)是一种特殊的核酸酶,广泛应用于染色质结构和核蛋白相互作用的研究中。
MNase酶切割效率的影响因素有以下几个:
- 酶浓度:MNase的浓度会直接影响其切割效率。过高的浓度可能导致过度切割,而过低的浓度则可能导致切割不完全。
- 反应时间:MNase切割的反应时间越长,切割效率越高。但是,切割时间过长也可能导致过度切割。
- 温度:MNase的活性会受到温度的影响。一般来说,在适宜的温度范围内,MNase的活性较高,切割效率也较高。
- pH值:MNase的活性也受到pH值的影响。一般来说,MNase在较为中性的pH条件下表现最佳。
- 存在的离子浓度:某些离子(如Mg2+)对MNase的活性有促进作用。在适宜的离子浓度下,MNase的切割效率会提高。
- 染色质结构:MNase的切割效率还与染色质的结构相关。染色质越紧密,MNase的切割效率可能会降低;而染色质松弛,MNase的切割效率可能会提高。
甲醛是一种常用的交联剂,用于固定细胞或组织中的染色质和蛋白质分子,以稳定其相互作用并保护其结构。CUT&RUN实验中,甲醛交联可以使染色质和核蛋白复合物的结构变得更加紧密和稳定,这可能会增加MNase酶切割的难度:
- 染色质的紧密度:甲醛交联可以增加染色质的紧密度,使得DNA和蛋白质更紧密地结合在一起。这种紧密度的增加会使MNase酶难以进入到染色质中,从而降低MNase酶的切割效率。
- DNA的交联:甲醛交联会使DNA分子之间发生交联,形成DNA-DNA交联物。这些交联物会阻碍MNase酶的切割,导致切割效率降低。
- 蛋白质的交联:甲醛交联还会引起蛋白质之间的交联,形成蛋白质蛋白质交联物。这些交联物可以阻碍MNase酶与染色质上的核蛋白结合,从而降低MNase酶的切割效率。
因此,CUT&RUN实验中,对于经过甲醛交联的样品,在进行MNase酶切割时可能需要使用更高的酶浓度或延长切割时间,以克服交联所引起的限制。
使用CST或诺唯赞的CUT&RUN kit中的pG-MNase时,切割不充分会影响靶片段释放,导致拉下的DNA量不足和Peak数少。但MNase酶切割时间过长,会引起非特异性切割和背景过高。CST试剂盒提到交联会影响切割后的片段释放至胞外,但未给出比较好的解决办法。
但是总体上,与CUT&Tag相比,CUT&RUN实验条件的掌控难度相对较大。CUT&RUN实验增加甲醛交联步骤之后的效果反而很差。