染色质图谱分析是解析基因调控机制的重要手段，而传统方法长期受限于抗体分子量大、质量不稳定、穿透性差、易受蛋白修饰干扰等瓶颈。我所海洋生物遗传资源重点实验室李增鹏课题组，长期进行纳米抗体与深海生物酶研究，联合厦门大学张永有教授团队，成功研发出新型染色质分析技术 Af-CUT&Tag。这项技术不依赖传统抗体，核心应用了纳米抗体及 Nanoluc 酶，为染色质图谱分析提供了创新工具。相关成果已发表于《Nature Communications》，厦门大学张永有教授与海洋三所李增鹏研究员为共同通讯作者。

图1 Af-CUT&Tag与传统CUT&Tag及Nano-CUT&Tag技术方法比较

传统染色质分析技术如 CUT&Tag、ChIP-seq 等依赖特异性抗体识别靶蛋白，常面临抗体质量参差不齐、分子量过大（150 kDa）导致穿透困难、蛋白磷酸化/甲基化等修饰干扰结合效率等问题。为突破这些局限，本研究将特异性纳米抗体与酶相结合，构建了以基因编辑标签、高亲和力结合剂、Tn5 融合体为核心的Af-CUT&Tag技术体系（图1）。该技术通过CRISPR介导的基因编辑，将HiBiT/ALFA-tag等小分子肽标签精准整合至目标蛋白（如转录因子 YAP1/TAZ、RNA 聚合酶Ⅱ等），再利用与 Tn5 转座酶融合的高亲和力结合剂（纳米抗体NbALFA或 LgBiT）实现靶向识别，彻底摆脱对传统抗体的依赖。实验验证显示，HiBiT/LgBiT-Tn5 的Kd值为0.58nM，ALFA-tag/NbALFA-Tn5的Kd值仅0.202 nM，远超传统抗体-抗原结合强度，而融合蛋白仅70 kDa的分子量显著提升了细胞与核膜穿透效率，无需额外核提取步骤即可完成靶向结合。 在技术性能方面，Af-CUT&Tag仅需500个细胞即可获得高质量染色质图谱，信号水平媲美5万个细胞的传统实验数据，背景噪音极低，且文库复杂度、信号噪声比均显著优于传统抗体依赖型方法。 在应用场景上，Af-CUT&Tag展现出极强的灵活性，成功实现了细胞系、复杂组织样本及单细胞水平的染色质分析。在单细胞应用中（scAf-CUT&Tag），通过条形码多重标记策略，单个细胞核可获得上千条独特读数，聚集图谱与批量样本相关性高达 0.88，为解析复杂组织的细胞异质性提供了强大工具。尤其在肝脏再生机制研究中，该技术精准捕获了 YAP1/TAZ 介导的染色质动态变化，揭示了脂质代谢基因（Lpin1、Fasn）、血红素清除基因（Hpx、Trf）及关键调控因子 miR-122 的作用网络，其灵敏度优势使这些调控机制的解析更为精准高效。

文章链接：https://www.nature.com/articles/s41467-026-68454-9