微球菌核酸酶(Micrococcal Nuclease, MNase)，也被稱為Micrococcal Endonuclease或S7 Nuclease，是一種來源于金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)的DNA 和 RNA 核酸內切酶。MNase酶在pH7-10和Ca²⁺的條件下可降解單鏈、雙鏈、線狀、環狀等多種形式的DNA或RNA的5'磷酸鍵，并產生3'磷酸末端的單核苷酸和寡核苷酸，常用于染色質免疫沉淀實驗中的染色質片段化！

圖1. Micrococcal Nuclease作用原理^[1]

在染色質免疫沉淀實驗中，MNase酶能夠特異性消化核小體間連接區域的裸露DNA，而核小體核心顆粒中的DNA因受組蛋白的保護，可抵抗酶解作用，從而能完整保留與目標蛋白結合的DNA片段。相較于傳統的超聲波片段化方法（隨機打斷染色質，易損傷蛋白-DNA復合物），MNase酶切法具有高特異性與溫和的酶切特性，能顯著提升目標DNA的富集效率與實驗分辨率（圖2）。

圖2. MNase酶切割效果^[2]

目前廣泛應用的Ultra-Low-Input Micrococcal Nuclease-based Native ChIP (ULI-NChIP)^[3] 是一種適用于極低細胞投入量的ChIP-seq新技術，該技術便是利用MNase酶解替代傳統的超聲法進行染色質的片段化。ULI-NchIP適用于微量實驗材料, 可以從10³ 個細胞起始構建高質量測序文庫, 適用于組蛋白修飾情況研究。

圖3. ULI-NchIP-seq實驗流程圖^[4]

圖4. DNA底物切除能力

將不同批次的10000 U Micrococcal Nuclease分別與相應的底物蛋白在37℃孵育16 h，瓊脂糖凝膠電泳檢測結果表明，翌圣Micrococcal Nuclease無蛋白酶殘留。這一特性有效避免了因蛋白酶殘留導致的蛋白質非特異性降解，確保實驗中核酸與蛋白質互作研究結果的準確性。

圖5. 蛋白酶檢測

對不同批次的Micrococcal Nuclease進行E. coli gDNA殘留檢測，結果顯示翌圣Micrococcal Nuclease宿主基因組DNA殘留低于1 copy/2000 U。

圖6. E. coli g DNA殘留檢測

參考文獻

[1] Alexander M, Heppel LA, Hurwitz J. The purification and properties of micrococcal nuclease. Journal of Biological Chemistry. 1961;236:3014-3019

[2] Furey,Terrence S . ChIP-seq and beyond: new and improved methodologies to detect and characterize protein-DNA interactions.[J]. Nature Reviews Genetics, 2012, 13(12):840-52.

[3] Brind'Amour J, Liu S, Hudson M, Chen C, Karimi MM, Lorincz MC. An ultra-low-input native ChIP-seq protocol for genome-wide profiling of rare cell populations. Nat Commun. 2015 Jan 21;6:6033. doi: 10.1038/ncomms7033. PMID: 25607992.

[4] 王泓力,焦雨鈴.染色質免疫共沉淀實驗方法[J].植物學報, 2020, 55(4):6.DOI:10.11983/CBB20076.