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20世纪40年代，美国遗传学家芭芭拉·麦克林托克（Barbara McClintock）在研究玉米籽粒颜色的遗传不稳定性时首次发现了转座现象，并因此荣获1983年诺贝尔生理学或医学奖。转座现象是指一段DNA序列可以从原位上单独复制或断裂下来，环化后插入另一位点，并对其后的基因起调控作用。这段序列称为“跳跃基因”或转座子。 转座的分类 一般来说，根据转座方式的不同，将转座子分为“Ⅰ型转座子”和“Ⅱ型转座子”。 Ⅰ型转座子：“复制-粘贴”模式，RNA polⅡ将转座子DNA转录为mRNA，再反转录为cDNA，最后在整合酶催化下将其整合到基因组上的新位置。 Ⅱ型转座子：“剪切-粘贴”模式，在转座酶的作用下，Ⅱ型转座子从原来位置上解离下来，重新整合到染色体上。常应用于NGS领域的Tn5，也属于此类转座子。 Tn5转座子的性质 Tn5转座子是一种细菌转座子，最早从E. coli中发现，其序列主要包含四个组分： （1）IS50 IS50R和IS50L的序列高度同源。IS50R上的Tnp和Inh分别编码转座酶（Tnp）和转座抑制因子（Inh），Inh可与Tnp形成多聚体复合物进而抑制Tnp介导的转座；IS50L上的P3和P4则分别编码Tnp和Inh的无功能形式。 （2）Outside end（OE） sequences OE序列由19个碱基组成，可被Tnp所识别，参与整个Tn5的转座。 （3）Inside end（IE） sequences IE序列不参与Tn5的转座（OE-OE），仅参与IS50的转座（IE-OE）。 （4）Drug resistance genes Tn5上的耐药基因主要有kan、str和ble。
转座发生时，两个Tnp识别结合Tn5转座子两端的OE序列，形成Tnp-OE复合物，然后两个Tnp-OE复合物通过C端介导互作并形成具有切割DNA能力的Tn5转座复合体。随后Tn5转座复合体利用切割活性，经过一系列化学反应切除供体DNA，离开供体链。当结合到靶DNA上时，复合体识别并攻击靶序列（Target site），将转座子插入到靶序列中，粘性末端通过DNA聚合酶、连接酶作用进行填补，两端形成9bp正向重复序列。整个转座过程完成了基因从原始DNA被剪切之后粘贴在另一受体DNA的过程，实现了基因的“跳跃”。  图2 Tn5转座过程 Tn5用于NGS文库构建 NGS文库构建即把DNA样本片段化或筛分成指定长度的目标序列，再加上寡核苷酸接头P5、P7（和条形码Barcode），用于后续测序上机。传统建库方式需要经过DNA片段化、末端修复、接头连接、文库扩增、多次纯化分选等步骤，耗时较长，将Tn5用于测序文库构建时，可将DNA片段化、末端修复、接头连接等多步反应转变为1步反应，极大缩短建库时间，提高工作效率。 研究发现，Tn5转座酶可以仅识别OE序列并将其随机插入DNA中，完成体外的转座。根据这一原理，将测序的P5、P7端部分接头序列（Adapter 1/2）加入OE序列中，Tnp识别含有OE序列的Adapter 1和Adapter 2序列后便可形成Tn5转座复合体。该复合体识别受体DNA的靶序列（Target site），切断受体DNA，并插入携带的供体DNA，形成一端带有P5部分接头Adapter 1，一端带有P7部分接头Adapter 2的DNA，之后通过PCR加上Barcode以及接头其余部分，形成含P5端与P7端完整接头的DNA文库。 
图3 加入Adapters后的Tn5转座复合体  图4 Tn5用于文库构建 Tn5的前沿应用 （1）ATAC-seq，全称为Assay for Transposase - Accessible Chromatin with highthroughput sequencing，即利用高通量测序检测转座酶易接近的染色质的技术。真核生物的核DNA紧密缠绕在组蛋白周围，并经过进一步的折叠、浓聚形成染色体。当DNA进行复制或转录时，折叠结构会被打开形成可接近的区域，ATAC-seq技术利用Tn5转座酶切割暴露的DNA，使其连接上特异性的Adapters，插入Adapters的DNA片段可被分离出来用于二代测序，从而获得大量的细胞系和组织样本基因表达、转录调控、转录修饰等的信息。相对其他如MNase-seq，FAIRE-seq和DNase-seq等染色质研究方法来说，ATAC-seq具有快速、样本需求量少、一次性获得全基因组上的染色质开放区域等优势，在表观遗传学具有广阔的发展前景。 （2）LIANTI，全称为Linear Amplification via Transposon Insertion，即通过转座子插入线性扩增，是一项经过改良的单细胞全基因组扩增（Whole-genome Amplification, WGA）方法。利用Tn5转座酶结合LIANTI序列，形成含有T7 promoter的Tn5转座复合体，复合体结合到单细胞基因组DNA，将DNA随机片段化并插入LIANTI转座子。通过T7 promoter的体外转录，获得大量线性扩增的转录本，然后经过逆转录得到大量的扩增产物，随后进行建库测序操作。整个过程仅进行线性扩增，没有进行指数扩增，大大增强了扩增稳定性，降低PCR干扰，此外，该技术使得测量拷贝数的空间分辨率提高了3个数量级（能在千碱基分辨率进行微CNV检测，基因组覆盖率可达到97%），助力更有效、更精准地检测出更多遗传疾病。 珠海舒桐医疗科技有限公司凭借多年的蛋白表达纯化经验，可提供极具优势的Tn5转座酶及Tn5相关建库试剂盒——Tn5-DNA Lib Prep kit for Illumina/MGI，助力广大科研工作者获得理想的建库结果。 Tn5-DNA建库试剂盒简介 Tn5-DNA Lib Prep kit for Illumina/MGI 是针对纯化的DNA样品进行快速文库构建的试剂盒。其原理是采用转座酶对DNA进行片段化并同时加上部分接头序列。与传统的DNA文库构建方法相比，降低了模板量的需求，减少了对打断仪器的依赖，且显著缩短了文库构建时间。构建的文库经质检合格后可直接用于Illumina/MGI平台测序分析。该试剂盒适用于各类纯化的DNA样品（人，动物，植物，微生物基因组及纯化的 PCR 产物）。整个实验过程只包括用转座酶进行DNA片段化和PCR扩增两个过程，整个实验可在2小时完成。试剂盒中的每种试剂都经过了严格的质量控制，保证产品的稳定性和可重复性。 Tn5-DNA建库试剂盒优势 🔸 快速：整个建库时间只需要2h； 🔸 稳定：针对不同双链DNA样本均可获得良好建库结果； 🔸 操作简单：单管操作，片段化和加接头反应同时进行； 🔸 效率高：专用聚合酶配以精心优化的反应体系，提升了文库扩增的效率。 产品信息  |
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