GeneRulor dTn5 Catalytically Dead Transposase

1. 产品简介

Tn5转座酶凭借其独特的"cut-and-paste"机制，能够一步完成DNA片段化与接头连接，已成为高通量测序文库构建的核心工具。然而，野生型Tn5的固有切割活性使其在需要保留DNA完整性的应用场景中受到严格限制——任何靶向结合都伴随不可逆的基因组损伤。这一瓶颈制约了Tn5在表观遗传编辑、活细胞成像及染色质结构研究等领域的深度应用。

针对这一技术空白，舒桐科技开发了催化死亡型转座酶GeneRulor dTn5 Catalytically Dead Transposase。该产品基于Tn5-DNA复合物的三维结构，对其催化三联体（DDE基序）活性位点进行理性设计的失活突变，在完全消除DNA切割活性的同时，完整保留其对DNA的结合能力。dTn5作为"无切割活性的DNA结合模块"，可与序列特异性靶向蛋白（如dCas9、TALE、锌指蛋白）融合形成定位复合体，再进一步融合DNMT3A甲基化酶、TET2去甲基化酶、KRAB转录抑制域、荧光蛋白等功能效应域，构建"定位模块+结合模块+效应模块"的三元表观编辑系统，实现位点特异性的表观遗传修饰写入、基因表达调控及活细胞DNA标记，为表观基因组工程化研究提供安全、可控的新型工具。

2. 产品特点

2.1 精准失活设计

基于Tn5催化核心的结构生物学信息，对关键催化残基进行定点突变，确保切割活性几乎完全消除，同时维持蛋白折叠稳定性与DNA结合亲和力，为下游功能融合提供可靠的蛋白骨架。

2.2 保留DNA结合能力

dTn5保留了野生型Tn5对DNA的非序列特异性结合功能，在与序列特异性靶向模块（如dCas9、TALE、锌指蛋白）或蛋白靶向模块（如抗体-pA/pG桥接系统）联用时，可精准定位于特定基因组位点或特定蛋白占位区域，实现无损的染色质结合与DNA标记。

2.3 高兼容性融合平台

dTn5的N端或C端均可融合多种功能效应蛋白（如DNMT3A、TET2、KRAB、p300、荧光蛋白等），构建"定位模块+结合模块+效应模块"的表观编辑工具箱，满足不同研究场景的功能需求。

2.4 无损染色质研究

由于完全消除了切割活性，dTn5可在活细胞或原生染色质环境中实现靶向结合而不引入DNA双链断裂，特别适用于需要保持基因组完整性的表观遗传调控、染色质构象分析及转录因子/组蛋白占位研究（类似CUT&Tag等无损占位分析方法）。

2.5 FFPE 临床存档石蜡切片回顾性表观分析

优化交联 DNA 穿透活性，适配多年存档 FFPE 肿瘤样本，实现大规模回顾性空间表观图谱挖掘。

3. 应用领域

基于其"无切割、可定位、可融合"的核心特性，dTn5不仅可作为表观遗传编辑的新型底盘工具，更能以无损方式拓展Tn5的应用边界，尤其适用于对基因组完整性要求极高的关键场景：

- 表观遗传编辑（Epigenetic Editing）： 与序列特异性靶向模块（如 dCas9）及效应模块（如 DNMT3A、TET1/2、p300）联用，利用 dTn5 作为多功能蛋白脚手架，实现靶向 DNA 甲基化、去甲基化及组蛋白修饰调控。

- 基因表达调控： 与 dCas9 等靶向模块联用，构建高效表达调控复合体（如 dCas9-dTn5-KRAB / dCas9-dTn5-VP64），实现位点特异性的基因沉默与激活。

- 无损染色质结合与占位研究： 在不引入 DNA 断裂的前提下，实现转录因子/组蛋白占位的无损分析（ChIP 替代方案）与活细胞基因组位点实时追踪。

- 活细胞DNA标记与成像：融合荧光蛋白实现特定基因组位点的实时可视化追踪。

- 表观基因组写入与DNA标记：作为dCas9路径的替代性表观调控工具开发。

参考文献

[1] Huang YH, Belk JA, Zhang R, et al. Unified molecular approach for spatial epigenome, transcriptome, and cell lineages. PNAS, 2025, 122 (16):e2424070122. doi: 10.1073/pnas.2424070122