NanoTag技术：一种无需IgG抗体的DNA-蛋白质互作图谱新方法

本研究针对传统染色质分析技术依赖IgG抗体的局限性，开发了基于纳米抗体与Tn5转座酶融合的NanoTag技术。该技术通过靶向GFP标记蛋白，实现了H3K4me3组蛋白修饰及Nanog、CTCF转录因子的高分辨率基因组定位，其信号噪声比和重复性优于CUT&Tag。这项动物友好型技术为表观遗传学研究提供了更灵活、经济的解决方案。

　　

在基因组调控研究中，精确绘制DNA与蛋白质的相互作用图谱至关重要。传统方法如ChIP-seq和CUT&Tag虽广泛应用，却受限于对IgG抗体的依赖——这不仅成本高昂、生产周期长，更使许多缺乏高质量抗体的靶点研究陷入困境。随着基因编辑技术的发展，越来越多的细胞系开始表达荧光标记蛋白，这为开发新型检测技术提供了契机。

苏黎世大学健康科学与技术系神经表观遗传学实验室（Laboratory of Neuroepigenetics, Department of Health Sciences and Technology, University of Zurich）的Maria A. Dimitriu团队在《Scientific Reports》发表创新成果。研究人员巧妙地将抗GFP纳米抗体与Tn5转座酶融合，开发出NanoTag技术。这种"一箭双雕"的设计使标记蛋白识别与DNA片段化同步完成，不仅省去了传统方法的多步抗体孵育流程，更实现了在单个步骤中对染色质结合蛋白的高效捕获。

关键技术包括：1）构建抗GFP纳米抗体-Tn5融合蛋白；2）使用表达GFP-TAF3、Venus-Nanog和GFP-CTCF的转基因小鼠胚胎干细胞（mESCs）作为模型；3）通过比较NanoTag与CUT&Tag在峰值重叠度、FrIP（峰值片段占比）等指标验证性能。

间接解析mESCs中H3K4me³位点

通过靶向H3K4me³阅读蛋白TAF3的GFP标记版本，NanoTag成功绘制了该组蛋白修饰的基因组分布。数据显示，83%的TAF3-CUT&Tag峰值被NanoTag捕获，且两者在HOX基因簇等关键发育调控区域呈现高度一致的信号模式。特别值得注意的是，纳米抗体对Venus标签（Nanog）和GFP标签（CTCF、TAF3）均表现出优异结合能力。

直接定位转录因子结合位点

在Nanog检测中，NanoTag展现出比CUT&Tag更强的峰值富集度，73%的Nanog ChIP-seq峰值被成功重现。虽然CTCF检测因测序深度限制仅覆盖46%的CUT&Tag峰值，但在Sox2超增强子等关键调控区域仍显示出精确的定位能力。

技术方案的灵活拓展

研究团队验证了NanoTag在不同样本类型（新鲜细胞、冻存细胞核）和操作流程（磁珠法/离心法）中的稳定性。qPCR检测显示，目标区域富集度可达野生型细胞的15,000倍，证实了技术的超高灵敏度。

这项研究突破性地实现了"无抗体"表观基因组分析，其单步操作流程将实验时间从传统方法的数天缩短至一天内完成。技术优势主要体现在三方面：首先，纳米抗体的大规模细菌生产使成本降低约80%；其次，摆脱动物源性抗体使研究更符合伦理规范；更重要的是，为CBX7（H3K27me³）、MBD1（甲基化CpG）等表观遗传阅读器的研究开辟了新途径。随着CRISPR标记细胞系的普及，NanoTag有望成为高通量表观遗传学研究的标准工具。