中国科学院微生物所单淳敏研究员团队与郭惠珊研究员团队合作研究论文 “fCUT&Tag‐Seq: An optimized CUT&Tag‐ased method for high‐r esolution profiling of histone modifications and chromatin‐inding protein in fungi” 于2026 年 3 月在 mLife 正式上线。该方法针对真菌细胞壁厚、传统 ChIP-Seq 样本起始量大、背景噪声高等难题，通过原生质体制备与细胞核提取联用提升抗体可及性，并引入甲醛交联增强蛋白-DNA 互作，实现了对多种真菌组蛋白修饰及染色质结合蛋白的高分辨率、高灵敏度分析。该技术为解析真菌基因调控、发育及致病的表观调控机制提供了有力工具。

真菌的生长发育、环境应答和致病过程，离不开精密的基因表达调控。组蛋白修饰和染色质结合蛋白正是这一表观调控网络中的关键“开关”。然而，在真菌尤其是各类病原丝状真菌中，开展全基因组染色质研究一直颇具挑战性：一方面，传统ChIP-Seq往往需要较高样本起始量，且容易受到染色质表位遮蔽和背景噪声干扰；另一方面，丝状真菌坚韧的细胞壁也显著限制了抗体进入和免疫富集效率。这些问题长期制约着真菌表观遗传学，尤其是病原真菌致病调控机制的深入研究。

针对这一瓶颈，该团队开发了专用于真菌的fCUT&Tag-Seq技术。该方法以常规CUT&Tag为基础，围绕真菌材料的特点进行了系统优化：首先通过原生质体制备去除细胞壁屏障，再温和提取细胞核，以提高抗体对靶标的可及性；同时利用洋地黄皂苷增强核膜通透性，在尽可能保持染色质天然状态的同时，实现高效、精准的靶位点识别与建库。针对丰度较低、结合较弱的染色质结合蛋白，该研究进一步引入甲醛交联步骤，以增强蛋白-DNA互作稳定性，提高检测灵敏度（图1）。

图1 真菌fCUT&Tag-Seq实验流程示意图

研究表明，fCUT&Tag-Seq可稳定应用于大丽轮枝菌、粗糙脉孢菌、禾谷镰孢菌和甘蔗鞭黑粉菌等多种丝状或二态真菌，成功绘制了 H3K9me3、H3K27me3、H3K4me3、H3K18ac 等多种组蛋白修饰的全基因组分布图谱，并进一步实现了对组蛋白乙酰转移酶 Gcn5 等染色质结合蛋白结合位点的高分辨率解析（图2）。与传统ChIP-Seq相比，该方法展现出更高的信噪比、更好的重复性和更低的样本需求，最低仅需约 10,000 个细胞，整体流程最快 2天即可完成。

图2 fCUT&Tag-Seq技术鉴定甘蔗鞭黑粉菌SsGcn5的全基因组结合位点及其与H3K18乙酰化的相关性

(A) 测序读段片段长度分布呈梯状（核小体周期性）模式；(B) fCUT&Tag-Seq鉴定SsGcn5-Flag 在基因组范围内的结合位点。(C) SsGcn5-Flag 结合位点与 H3K18ac 富集区域的相关性分析。(D) SsGcn5-Flag结合位点在启动子、基因体及基因间区的具体分布；(E) fCUT&Tag-Seq各生物学重复间相关性分析。

该研究为真菌表观基因组研究提供了一套更高效、更灵敏、更易操作的解决方案。未来，fCUT&Tag-Seq有望进一步拓展至植物体内原位样本和难培养真菌的研究，帮助科研人员在自然状态下更深入地揭示真菌染色质的真实动态变化、基因表达调控及致病相关分子机制，并为农业重要病害防控提供理论依据和潜在靶点。

引用本论文：Wang H, Tan Y, Ma J, Yang J, Liu M, Jiang P, et al. fCUT&Tag-Seq: an optimized CUT&Tag-based method for high-resolution profiling of histone modifications and chromatin-binding proteins in fungi. mLife. 2025;1–15. 

原文链接：https://doi.org/10.1002/mlf2.70060

mLife 期刊简介

mLife是由中国科学院主管、中国科学院微生物研究所主办（中国微生物学会为合作单位）的我国微生物学领域第一本综合性高起点英文期刊。mLife瞄准全球微生物学领域高水平科研成果和前沿进展，报道内容覆盖微生物学各个学科。mLife的办刊目标是打造微生物学领域综合性国际旗舰期刊。目前，mLife已被国内外重要数据库ESCI、PubMed、Scopus、CSCD、DOAJ、CAS、中国科技核心期刊等收录。mLife 2024年度JCR影响因子为4.5，位于微生物学科Q1区。

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