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案例一

CUT&Tag for efficient epigenomic profiling of small samples and single cells[1]

期刊：Nature Communications
发表年份：2019年4月

一、研究背景

研究对比了CUT&Tag、CUT&RUN和ChIP-seq 三种方法检测DNA和蛋白互作位点的鉴定效果，包括H3K4甲基 化在内的多种组蛋白修饰、RNA Pol II检测、转录因子结合靶点鉴定。

二、研究结果

  • 1.相同测序深度下CUT＆Tag具有更低的背景噪声水平，而ChIP-seq需要更大的测序深度才能将染色质特征与背景区分开。
  • 2.检测不同测序深度下峰的富集效率图，发现CUT＆Tag可以更快地填充低测序深度的峰，CUT＆Tag检测的信号值更高，灵敏度更好，表明在相同测序深度下。
  • 3.分别对三种方法做了两次重复实验，并对实验结果进行分层聚类相关矩阵分析，证明了在本次实验中CUT＆Tag实验数据结果可重复性最好。

案例二

The phosphatase PAC1 acts as a T cell suppressor and attenuates host antitumor immunity[2]

期刊：Nature immunology
发表年份：2020年3月

一、研究背景

研究对比了CUT&Tag、CUT&RUN和ChIP-seq 三种方法检测DNA和蛋白互作位点的鉴定效果，包括H3K4甲基 化在内的多种组蛋白修饰、RNA Pol II检测、转录因子结合靶点鉴定。

二、研究结果

  • 1. 研究基因筛选

    研究人员分析了TCGA中的数据。发现PAC1在功能耗竭的T淋巴细胞中显著上调，其预后较差，且PAC1表达较高的肿瘤患 者。

  • 2. PAC1功能验证

    通过细胞模型进行体外实验和小鼠模型实验、发现PAC1抑制T细胞增殖和效应功能。PAC1的缺失增强CD8+ T 细胞的效应功能、从而抑制肿瘤进展和转移，降低T细胞表面PD-1的表达，促进宿主抗肿瘤免疫应答。

  • 3. 调控机制研究

    研究发现PAC1通过招募核小体重构和去乙酰化（NuRD）复合体，重塑T细胞的染色质开放性，最终促进耗竭性T淋巴细胞的形成，特异性抑制下 游效应性基因的表达。 使用免疫沉淀和质谱分析方法，发现PAC1与核小体去乙酰化复合体NuRD的多个组分均存在蛋白互作。通过细 胞实验发现PAC1的过表达选择性抑制了组蛋白H3和H4的乙酰化。 由于组蛋白乙酰化会影响核小体的构型和染色质可接近性，作者进行了表观多组学测序分析：
    • ATAC-seq技术发现PAC1的缺失增加了染色质开放性。
    • ChIP-seq结果表明PAC1影响H3K27ac修饰水平。
    • CUT&Tag技术进一步研究NuRD复合体的核心成分CHD4与DNA的结合谱，发现PAC1的缺失减弱了CHD4
    与T细胞效应子相关基因位点的结合功能，且CHD4的富集主要集中在转录起始位点及其附近

参考文献

[1] Hatice S, Kaya-Okur, Steven J, et al. CUT&Tag for efficient epigenomic profiling of small samples and single cells[J]. Nature Communications, 2019, 10(1): p. 1930.

[2] Lu D, Liu L, Sun Y, et al. The phosphatase PAC1 acts as a T cell suppressor and attenuates host antitumor immunity[J]. Nature Immunology, 2020, 21(3): p. 287-297.

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