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Drosophila Spike-In Control Kit for CUT&Tag (Mouse) 实验步骤

! 表示实验步骤中需要根据进行的 CUT&Tag 反应次数来调整体积 的重要步骤。

注:在开始本实验步骤之前,请按照我们的 CUT&Tag Assay Kit #77552 实验步骤中的第一部分和第二部分,激活 Concanavalin A 珠子并制备细胞或组织样品。 然后继续第一部分。

一.添加 Drosophila Spike-In Nuclei Control 用于样品归一化

开始之前:

  • 在室温下解冻 Drosophila Spike-In Nuclei Control。
  • 尽量减少 Drosophila Spike-In Nuclei Control 的冷冻和解冻次数。分装成小体积,以将冻融循环限制在 4 次或更少。 超出此限度可能会降低 果蝇 基因组的比对率,并且需要增加每次反应的 spike-in 细胞核用量;例如,经过 9 次冻融循环后, 果蝇比对率可能降低约 50%。
  • 与使用兔一抗的反应相比,对于使用 小鼠 一抗的 CUT&Tag 反应,建议减少 Drosophila Spike-In Nuclei Control 的用量。此调整有助于维持 宿主与 spike-in 物种之间标签化染色质的一致比例, 以补偿小鼠抗体在 CUT&Tag 测定中通常较低的活性,并防止来自 果蝇核的读数过多。
  1. 按照 CUT&Tag Assay Kit #77552 实验步骤中的第二部分或附录所述制备细胞悬液后,取 100 µL 分装至独立的 1.5 mL 试管中,用于每个反应。
  2. 向每个含有 100,000 至 250,000 个细胞或 1-2.5 mg 组织的反应中加入 2 µL Drosophila Spike-In Nuclei Control。对于高丰度靶标,此 spike-in 核与细胞的比率通常可使果蝇 spike-in 归一化 读数占总测序读数的约 0.5%-10%。

    注:Drosophila Spike-In Nuclei Control 的最佳用量因 CUT&Tag 而异, 应由用户自行优化,使 spike-in 归一化读数占总 测序读数的约 0.5%-10%。如果使用的细胞量低于 100,000 个或组织量低于 1 mg,则按比例减少 Drosophila Spike-In Nuclei Control 的用量,维持每 100,000 个细胞或每 1 mg 组织 对应 2 µL 的比例(例如,对于 50,000 个细胞,使用 1 µL Drosophila Spike-In Nuclei,对于 25,000 个细胞,使用 0.5 µL Drosophila Spike-In Nuclei)。此外,如果靶标丰度较低(例如某些转录因子或辅因子), 则 spike-in 核的用量可能需要根据经验进一步减少。

  3. 轻轻地上下吸打混合。
  4. 立即进入第二部分。

二、Concanavalin A 珠子和一抗的结合

注:对于本部分中的所有孵育步骤,无需通过摇动或旋转来混合样品。 相反,我们建议只需将试管放在架子上,置于指定温度下即可。在孵育步骤中对样品进行混合操作并不会提升检测性能。 相反,旋转或 摇晃样品可能会导致珠子聚集增加,并因可能粘附在管 壁和管盖上而造成珠子损失。

开始之前:

! 所有缓冲液的体积都应根据正在进行的 CUT&Tag 反应次数按比例增加。

  • 将 Digitonin Solution #16359 在 90-100°C 下加热 5 分钟,并确保其完全解冻并呈溶液状态。 使用期间,立即将解冻的 Digitonin Solution #16359 置于冰上。当天用毕后,置于 -20°C 下储存。
  • 使用前彻底解冻 Protease Inhibitor Cocktail (200X) #7012 和 100X Spermidine #27287,并且在当天用毕后置于 -20°C 下储存。请注意,由于含有 DMSO,Protease Inhibitor Cocktail (200X) #7012 置于冰上时会重新冻结。
  • 每次反应制备 100 µL 完整的抗体结合缓冲液并置于冰上。
完整的抗体结合缓冲液 体积(每个反应)
Antibody Binding Buffer (CUT&RUN, CUT&Tag) #15338 96 µL
100X Spermidine #27287 1 µL
Protease Inhibitor Cocktail (200X) #7012 0.5 µL
Digitonin Solution #16359 2.5 µL

  1. 将在 CUT&Tag Assay Kit #77552 实验步骤第一部分步骤 7 中制备的活化的 Concanavalin A 珠子平衡至室温,并通过轻轻地上下吸打来彻底混合。
  2. 将 10 µL 珠子悬液添加到第一部分 步骤 3 中制备的每管细胞 + Drosophila Spike-In Nuclei 中。
  3. 通过上下吸打将样品充分混合。将样品在室温下孵育 5 分钟。
  4. 将试管在磁力架上放置 30 秒至 2 分钟,然后去除并丢弃上清液。
  5. 从磁力架上取下试管。每次反应添加 100 µL 完整的抗体结合缓冲液,轻轻地上下吸打混合,并置于冰上。
  6. 向每个反应管中加入适量的检测抗体和 1 µL H2Av Mouse Monoclonal Antibody,轻轻地上下吸打混合。

    注:CUT&Tag 需要的抗体量会有所不同,应由使用者确定。 对于阳性对照 Tri-Methyl-Histone H3 (Lys4) (C42D8) Rabbit Monoclonal Antibody #9751,或阴性对照 Normal Rabbit IgG #2729 或 Normal Mouse IgG #68860,加入 2 µL 抗体到反应中。 如果可能,我们强烈建议在检测中使用经 CUT&Tag 验证的抗体。 CST 提供一系列经 CUT&Tag 验证的 抗体,并附有支持性数据和适当的 稀释比例。

  7. 在室温下孵育 1 小时。该步骤可以延伸至在 4°C 下过夜。
  8. 按照 CUT&Tag Assay Kit #77552 中的第四至第七部分继续进行 CUT&Tag 实验。

三、用于样本归一化的下一代测序分析 (NGS)

对于样品归一化,将所有样品的 CUT&Tag 测序数据同时比对至检测基因组(例如人、 小鼠或其他物种)和黑腹果蝇基因组。计算每个样品中唯一的 spike-in 读数与 总 唯一比对读数的比率。选择比率最低的样品(如下表中的样品 4)作为参考样品,并使用提供的公式计算其他样品的归一化系数。 在生物信息学分析过程中,通过缩放 bigWig 文件(例如使用 deepTools bamCoverage)或对每个样品比对至检测基因组的唯一读数进行降采样处理,来应用这些系数。 如果各样品间的测序深度一致,也可以使用 spike-in 读数绝对值而非其与总读数的比率来计算归一化系数。

在药物处理实验中使用小鼠 H3K27me3 抗体的 NGS 检测样品归一化示例(见图 1)

比对至 Spike-In 基因组 (dm6) 的唯一读数数量 比对至检测参考基因组 (hg38) 的唯一读数数量 Spike-In 唯一读数占唯一比对总读数的比率 NGS 的标准化系数
样品 1(未经处理) 600,333 25,430,408 600,333/(600,333 + 25,430,408) = 0.023 0.023/0.023 = 1
样本 2(经过药物处理) 437,655 4,095,621 437,655/(437,655 + 4,095,621) = 0.097 0.023/0.097 = 0.24

NGS 归一化系数 = 参考样品的 spike-in 唯一读数 占唯一比对总读数的比率 / 其他样品的 spike-in 唯一读数占唯一比对总读数的 比率。

附录:疑难排解指南

问题 可能的原因 建议
1. spike-in 唯一读数占总唯一比对读数的比率过低。 归一化读数占总读数的理想比例并无绝对标准。只要 spike-in 读数数量达到数千级别,就足以进行归一化。 增加每次反应中 Drosophila Spike-In Nuclei Control 的用量,以达到 推荐的 0.5%-10% 比对至果蝇基因组的比例。
Drosophila Spike-In Nuclei Control 在使用前已降解。 收到后,应立即将 Drosophila Spike-In Nuclei Control 置于 -80°C 下储存。

通过 分装 并仅解冻所需体积,避免 Drosophila Spike-In Nuclei Control 的冻融循环超过四次。如果小瓶解冻超过四次,则增加 每反应中 spike-in 核体积的用量,以补偿可能已不再完整的细胞核。

Drosophila Spike-In Nuclei Control 储存超过 6 个月后请勿使用。

使用 AO/PI 染色测定确认 spike-in 核的完整性(相关指导,参见 ThermoFisher ReadyCount 染色剂)。
向样品中加入的 Drosophila Spike-In Nuclei Control 量不足。 对于 100,000 个细胞反应,每次反应从 2 µL 的 Drosophila Spike-In Nuclei Control 开始 (我们发现此用量对高达 250,000 个细胞的 反应同样足够)。

根据实验需要,凭经验酌情增加用量。
2. spike-in 唯一读数占总唯一比对读数的比率过高。 过量的 spike-in 不会影响实验,前提是有 300 万至 500 万唯一读数 比对至参考基因组;但是,这会浪费测序资源,不具有成本效益。 减少每次反应中 Drosophila Spike-In Nuclei Control 的用量,以达到 推荐的 0.5%-10% 比对至果蝇基因组的比例。
向样品中加入的 Drosophila Spike-In Nuclei Control 量过多。

对于 100,000 个细胞反应,每次反应从 2 µL 的Drosophila Spike-In Nuclei Control (含 10,000 个细胞核)开始(我们发现此用量对高达 250,000 个细胞的反应同样足够)。

当每反应的起始细胞量低于 100,000 个或组织量低于 1 mg 时,请按比例减少 Drosophila Spike-In Nuclei Control 的用量。

根据经验,通过减少每反应的 Drosophila Spike-In Nuclei Control 的用量,以 达到 预期的果蝇基因组比对率。

Spike-In 读数可能占总测序读数的主导地位, 这是由于目标丰度低或检测抗体亲和力弱导致的 CUT&Tag 效率低下所致。 我们观察到,在 CUT&Tag 检测中,针对某些转录因子和辅因子的抗体, 所需的 Drosophila Spike-In Nuclei Control 用量比其他抗体少。 因此,如果所测试的抗体产生的 CUT&Tag DNA 片段少于常规水平,应从较小的 Drosophila Spike-In Nuclei Control 用量开始尝试。
测试抗体与果蝇存在物种反应性。

根据经验,通过减少每反应的 Drosophila Spike-In Nuclei Control 的用量,以达到预期的果蝇基因组比对率。

如果不同的抗体对 果蝇 的反应性差异显著,则可能需要为它们分别计算归一化系数。

仅供研究使用。不得用于诊断流程。

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