一种连接核酸片段与接头的方法技术

本申请提供一种连接核酸片段与接头的方法，属于生物技术领域。该方法能有效提高CUT&Run文库构建过程中150

【技术实现步骤摘要】
一种连接核酸片段与接头的方法


[0001]本申请涉及生物
，具体涉及一种连接接头与核酸片段的方法。该方法能有效提高CUT&Run文库构建过程中150
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300bp小片段与接头的连接效率，进而提高文库中150
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300bp小片段占比及建库成功率，并有效提高数据信噪比，同时降低细胞起始量。

技术介绍

[0002]染色质免疫沉淀(ChIP)是广泛用于研究蛋白质与DNA相互作用的方法，通常用于转录因子结合位点或组蛋白特异性修饰位点的研究。将ChIP与大规模平行DNA测序技术相结合，可以让研究者精确绘制感兴趣蛋白的全局DNA结合位点。ChIP的基本流程是：(1)交联：采用甲醛固定组织或细胞，使DNA与蛋白质紧密结合；(2)片段化：该过程破坏染色质，最终获得用于ChIP分析的DNA片段与蛋白复合物；(3)染色质免疫沉淀：通过加入针对目的蛋白的抗体，结合靶蛋白
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DNA复合物；(4)DNA回收和纯化：回收纯化富集的DNA片段，通过下游检测技术(定量PCR、基因芯片、测序等)分析靶标蛋白特异结合的DNA序列信息(Park P J.ChIP
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seq:advantages and challenges of a maturing technology.[J].Nature Reviews Genetics,2009,10(10):669.)(图1)。然而，因ChIP技术需要对组织或细胞进行甲醛交联，然后再进行DNA片段化，这使得该技术需要极高的细胞起始投入量(百万级)，并且很可能因为甲醛过度交联使实验结果存在假阳性。
[0003]为了弥补ChIP的技术缺陷，研究者通过不断地更新与优化，开发了CUT&Run(Cleavage UnderTargets&Release UsingNuclease)技术和CUT&Tag(Cleavage UnderTargets&Tagmentation)技术。CUT&Tag以及CUT&Run是研究生物活体细胞中蛋白质与DNA相互作用的技术(HenikoffS,Skene P J.An efficient targeted nuclease strategy for high
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resolution mapping ofDNAbinding sites[J].eLife,6,(2017
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01
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06),2017,6；Kaya
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OkurH S,Wu S J,Codomo CA,et al.CUT&Tag for efficient epigenomic profiling of small samples and single cells[J].Nature Communications,2019,10(1):1930.)，其通过抗体富集Tn5转座酶或Mnase核酸酶，特异切割目的蛋白附近的DNA。再通过对切割后标记的DNA进行文库构建和测序就可以绘制目的蛋白全局的DNA结合位点(图2)。该技术因为不需要交联和物理打断DNA，一定程度的缓解了ChIP技术假阳性和高细胞投入量的缺点。
[0004]虽然CUT&Tag和Cut&Run技术相较ChIP有明显提升，但是CUT&Tag技术由于使用PA/G
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Tn5酶进行基因组切割和打断，而Tn5酶本身分子量较大有60KD左右，导致其很难同时在NDR区(nucleosome depleted region)发生切割，故CUT&Tag技术较难单独富集NDR区域的信号。而Cut&Run技术由于使用的是PA/G
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MNase，其整个融合酶的分子量大小只有20KD，能有效进入NDR区域发生切割，但是目前的Cut&Run技术对小片段的回收和建库性能很弱，导致目前Cut&Run仍然不能很好的回收NDR区域的小片段信息。而大部分转录因子(TF：transcription factor)却结合在NDR区域(图3)，故很难直接研究转录因子和DNA的结合信息。

技术实现思路

[0005]本申请的目的在于提供一种连接核酸片段与接头的方法，其可用于提高CUT&Run文库构建过程中150
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300bp小片段与接头的连接效率，进而提高文库中150
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300bp小片段占比及建库成功率，以解决现有技术中小片段回收率较低、建库性能弱的问题，同时提高CUT&Run技术的细胞投入量兼容性。
[0006]在第一方面，本申请提供一种连接核酸片段与接头的方法，所述方法包括使用Sso7d
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T4 DNA连接酶连接核酸片段与接头。
[0007]在一些实施方案中，所述的核酸片段为双链核酸，所述双链核酸包含但不限于双链DNA、双链RNA和/或DNA
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RNA杂交双链。
[0008]在一些实施方案中，所述核酸片段的3
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末端包含突出的腺嘌呤脱氧核糖核苷酸。在一些实施方案中，所述核酸片段与所述接头通过A
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T连接的方式进行连接，本领域公知的A
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T连接为腺嘌呤脱氧核糖核苷酸的腺嘌呤与接头的胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸的胸腺嘧啶进行互补配对，从而完成核酸片段与接头的连接。在一些实施方案中，所述接头是Y型衔接头或泡状接头。在一个实施方案中，所述接头是illumina平台的测序长接头或短接头或华大智造MGI平台的泡状接头。
[0009]在一些实施方案中，所述核酸片段的两端为平末端，其可以与平端接头进行连接，例如Ion Torrent平台的测序接头。
[0010]在一些实施方案中，所述Sso7d
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T4 DNA连接酶是融合蛋白，按照本领域技术人员公知的方法制备，例如通过在体外构建重组载体并表达纯化获得。在一些实施方案中，所述重组表达载体的Sso7d编码序列和T4 DNA连接酶的编码序列是本领域已知的，包括其野生型和突变型。
[0011]在一些实施方案中，所述Sso7d
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T4 DNA连接酶是复合物，按照本领域技术人员公知的方法制备，例如通过连接物体外连接Sso7d蛋白和T4 DNA连接酶获得。在一些实施方案中，所述Sso7d蛋白序列和T4 DNA连接酶序列是本领域已知的，包括其野生型和突变型。
[0012]在一些实施方案中，所述Sso7d
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T4 DNA连接酶包含SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列。
[0013]SEQ ID NO.1
[0014]DPALRATVKFKYKGEEKEVDISKIKKVWRVGKMISFTYDEGGGKT本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种连接核酸片段与接头的方法，所述方法包括使用Sso7d
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T4DNA连接酶连接核酸片段与接头。2.权利要求1所述的方法，所述的核酸片段为双链核酸；优选地，所述双链核酸为双链DNA、双链RNA和/或DNA
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RNA杂交双链。3.权利要求1所述的方法，所述核酸片段的3
’
末端包含突出的腺嘌呤脱氧核糖核苷酸或所述核酸片段的两端为平末端，所述接头为平端接头、Y型接头或泡状接头。4.权利要求1所述的方法，所述Sso7d
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T4DNA连接酶是融合蛋白或蛋白质复合物，所述蛋白质复合物通过连接物体外连接Sso7d蛋白和T4DNA连接酶获得。5.权利要求1所述的方法，所述Sso7d
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T4DNA连接酶包含SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列。6.权利要求1所述的方法，所述核酸片段大小为50
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500bp；优选地，所述核酸片段大小为150
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300bp。7.权利要求1所述的方法，所述Sso7d
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T4DNA连接酶在反应体系的浓度为1
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10mM；优选2
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6mM；更优选3
‑
5mM。8.一种构建核酸文库的方法，所述方法包含：收集核酸样本，并对所述核酸样本进行打断获得片段化的核酸；任选地，纯化片段化的核酸；对所述片段化的核酸进行末端修复得到核酸片段；使用权利要求1
‑
7任一项所述的方法连接所述核酸片段和接头；任选地，对连接产物进行纯化；任选地，扩增连接产物；任选地，对扩增产物进行纯化。9.权利要求8所述的方法，所述末端修复包括对所述片段化的核酸的末端进行补平。10.权利要求9所述的方法，所述末端修复还包括在所述片段化的核酸的3
’
末端加腺嘌呤脱氧核糖核苷酸。11.权利要求8所述的方法，所述核酸样本是双链DNA、双链RNA、DNA
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RNA杂交双链、单链DNA和/或单链RNA；当所述样本是单链DNA时，所述方法还包括通过随机引物获得双链DNA的步骤；当所述样本是单链RNA时，所述方法还包括逆转录的步骤。12.一种构建研究蛋白质
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DNA互作的文库的方法，所述方法包含：收集样本，所述样本为细胞、透化的细胞、染色体和/或染色质；将靶蛋白结合抗体与所述样本进行孵育，所述靶蛋白结合抗体与靶蛋白结合；加入核酸酶对目标DNA进行片段化得到DNA片段，所述核酸酶上连接有能够结合所述靶蛋白结合抗体的结合物，所述目标DNA位于所述靶蛋白的附近；优选地，所述靶蛋白结合抗体的结合物为ProteinA、ProteinG或ProteinAG，更优选ProteinAG；任选地，纯化所述DNA片段；对纯化或未纯化的DNA片段进行末端修复；使用权利要求1
‑
7任一项所述方法，连接所述DNA片段与...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹林，聂俊伟，瞿志鹏，易文洋，丁亚慧，
申请(专利权)人：南京诺唯赞生物科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：