从一次转座反应开始，Tn5如何改变NGS建库流程

拿到一管提取后的DNA，并不代表它已经可以开始测序。测序仪真正读取的是经过处理后的DNA文库。为了让DNA片段能够被识别、扩增并完成测序，实验人员通常还需要进行片段化、接头连接、PCR扩增等多个步骤。在传统建库流程中，DNA片段化和接头连接往往是两个独立环节。对于少量样本而言，这些步骤并不会带来太大问题；但当样本数量增加时，操作时间、样本损失以及不同批次之间的差异都会成为实验中需要考虑的因素。

研究人员一直希望找到一种更简洁的方式，把建库过程中几个关键步骤整合起来。Tn5转座酶正是在这样的背景下进入NGS领域。

一、Tn5是怎么进入NGS建库的

Tn5一开始其实和测序没有太大关系。它来自细菌的转座系统，本身的作用就是参与DNA片段的移动。后来经过工程化改造，研究人员发现，它可以和带有Mosaic End（ME）序列的接头预先组装在一起，形成转座复合体。

这个复合体接触到双链DNA后，会在切开DNA的同时，把接头序列带到新形成的DNA末端。也就是说，原本需要分开完成的“片段化”和“加接头”，在这里被合并到了一个反应中。这个过程就是常说的tagmentation，名字也很直接，由tagging和fragmentation两个词组合而来。

如果放回建库流程里理解，就更容易看出它的作用。传统方法通常要先把DNA打断，再另外进行接头连接，中间涉及多个操作步骤。用Tn5之后，这两个环节可以一起完成。后面再接PCR扩增和索引序列补充，就可以得到用于上机测序的文库。

二、Tn5为什么还能用来研究染色质

Tn5后来被广泛关注，并不只是因为它能让建库变得更快。在表观基因组研究里，研究人员发现，它插入DNA的位置本身也能提供信息。

细胞核里的DNA并不是完全暴露在外的。有些区域被核小体或其他蛋白占据，Tn5不容易靠近；而相对开放的染色质区域，更容易被转座复合体接触。这样一来，哪些位置更容易发生插入，就在一定程度上反映了哪些区域更加开放。

ATAC-seq利用的就是这个特点。Tn5会优先进入可接近的染色质区域，并在这些位置完成接头插入。之后对得到的片段进行测序，就可以进一步分析开放染色质在基因组中的分布。

在CUT&Tag等方法里，Tn5的用法又有所不同。这里更关注的是特定染色质蛋白或组蛋白修饰所在的区域，但仍然借助了Tn5能够切割DNA并同时加入序列标记的特点。应用场景变了，Tn5发挥作用的方式其实没有完全变。

三、步骤少了，反应条件反而更值得注意

Tn5确实能让建库流程缩短，但这并不意味着反应条件可以随便设置。实际做实验时，酶量、DNA投入量、反应时间等参数都会影响最后得到的片段分布。

比如转座反应过强，短片段往往会偏多；如果反应不够充分，又可能留下较多长片段。因此，不同样本、不同实验目的下，Tn5的使用条件通常还是需要调整。固定照搬一套反应参数，未必每次都能得到理想结果。

另外，Tn5的插入也不是完全随机的。已有研究发现，不同转座酶都可能表现出一定的序列偏好。对于普通NGS建库，这个问题通常需要结合文库质量和最终测序结果一起看；而在ATAC-seq这类依赖插入位置进行分析的实验中，这种偏好就更值得留意，因为它可能直接影响后续的数据解释。

四、真正做实验时，还要看试剂体系好不好用

原理讲清楚之后，真正到了实验台上，关注点往往会变得更实际。除了酶本身能不能完成反应，试剂是否稳定、操作是否方便、不同批次之间表现是否一致，也都会影响实验体验和最终结果。

环凯HKM045系列NGS Tn5 Transposase采用Tn5转座酶突变体，可与含ME序列的接头组装形成转座复合体，用于二代测序文库构建中的DNA片段化和接头导入。

该系列提供20 μL和100 μL两种规格，Tn5浓度为10 pmol/μL，同时配有5× Reaction Buffer和5× Stop Buffer。除了用于NGS文库片段化，也可用于体外或体内随机插入突变库构建、大分子DNA快速测序，以及向靶DNA中引入标记等实验。

回过头来看，Tn5带来的变化并不只是少做了一次DNA切割或接头连接。更重要的是，它把原本分开的几个建库步骤合并到了一起，让整个流程变得更紧凑。操作环节减少之后，实验中需要反复转移和处理样本的次数也随之减少，后续更多精力就可以放在反应条件和文库质量的优化上。

参考文献

[1] Adey A, Morrison HG, Asan, et al. Rapid, low-input, low-bias construction of shotgun fragment libraries by high-density in vitro transposition. Genome Biology. 2010;11:R119. doi:10.1186/gb-2010-11-12-r119.

[2] Ohishi H, Au Yeung WK. Recent advances in methodologies of epigenomics. Epigenomics. Published online November 3, 2025; print issue 2026. doi:10.1080/17501911.2025.2571391.

[3] Green B, Bouchier C, Fairhead C, Craig NL, Cormack BP. Insertion site preference of Mu, Tn5, and Tn7 transposons. Mobile DNA. 2012;3:3. doi:10.1186/1759-8753-3-3.