蚂蚁的生存与社交主要依赖嗅觉，嗅觉感觉神经元（Olfactory Sensory Neuron，OSN）必须遵循“一个神经元一种受体”的规则，这是蚂蚁识别同伴、导航与归巢的核心保障。这要求每个嗅觉感觉神经元必须从数百个嗅觉受体（Olfactory receptor，Or）基因中精准表达单个基因。然而蚂蚁的Or基因多以串联阵列形式存在，其数量远超果蝇，且调控机制又独立于哺乳动物。因此如何实现这种高度专一的基因表达，长期以来都是困扰科研界的谜题。

纽约大学、佛罗里达大学等团队以哈氏滑胸蚁（Harpegnathos saltator）为研究对象，首次揭示了蚂蚁通过独特的转录干扰机制调控Or基因选择性表达的分子路径，相关内容于2025年10月发表于《Nature》，题为“Transcriptional interferences ensure one olfactory receptor per ant neuron”。研究团队联合多组学分析，阐明蚂蚁将"有缺陷的转录终止"转化为精密的调控工具，实现了"激活一个，沉默全部"的表达模式。

为破解蚂蚁Or基因的表达调控机制，研究团队应用多组学联合测序（Multiome Sequencing）技术，构建了从基因转录到染色质状态的完整研究体系：通过单细胞核RNA-seq（snRNA-seq）与单细胞核ATAC-seq（snATAC-seq）明确基因表达模式与染色质可及性；利用长读长RNA-seq（Iso-seq）解析转录本结构；借助CUT&RUN技术分析组蛋白修饰状态。

为确保测序数据的有效性和针对性，文中多次使用Blue Pippin全自动DNA片段分选仪对测序样本进行精准的DNA片段筛选回收，具体实验步骤：

5'转录组测序更侧重“研究基因的结构和调控机制”，适合探究转录起始、可变剪接、免疫组库这些更细致的问题，能提供更深入的基因调控信息。在 “5' 端 RNA 测序” 实验中，先通过 PCR 扩增获得目标片段，然后使用BluePippin全自动DNA片段分选仪进行两次DNA片段分选回收（DNA size selection）：

• ​首次DNA分选：从 PCR 扩增产物中进行DNA特定片段筛选：200–400 bp，精准去除过短（如引物二聚体）或过长（如非特异性扩增产物）的杂质，确保文库片段符合NGS测序平台（NextSeq500/NovaSeq X Plus）的要求；

• ​二次DNA分选：对首次分选后的产物进行二次 PCR 扩增后，再次使用 BluePippin 筛选250–450 bp的片段，对DNA片段大小筛选进一步优化文库片段长度分布，提升测序数据的准确性，避免因片段长度不均导致的测序偏差。

02  CUT&RUNDNA-蛋白质相互作用测序文库的全自动DNA片段筛选

CUT&RUN（染色质免疫沉淀靶向切割与释放），即核酸酶靶向切割和释放，是一种使用靶标特异性一抗和Protein A - Protein G - 微球菌核酸酶 (pAG-MNase) 分离特异性蛋白-DNA 复合体的体内方法，在CUT&RUN实验中，文库构建完成后，使用 BluePippin全自动核酸切胶仪及2%预制胶试剂盒，筛选并回收185–600 bp DNA 片段：

• ​保留与组蛋白结合的短片段染色质（组蛋白修饰相关的 DNA 片段通常较短），去除过长的基因组 DNA 杂质，更加精准的进行靶向DNA回收/获取，确保测序数据主要来源于目标染色质区域，提高后续分析（如组蛋白修饰信号富集）的特异性。

研究团队最终揭示了蚂蚁Or基因选择性表达的独特机制：

02   双向转录干扰：

03   染色质状态特征：

这一机制既区别于哺乳动物的“随机选择+负反馈”，也不同于果蝇的“转录因子确定性调控”，是蚂蚁为适应Or基因串联扩张而独立进化的解决方案。

Blue Pippin全自动DNA脉冲场电泳分选回收仪
全自动DNA脉冲场电泳回收仪
回收范围：100bp－基因组DNA

厂家介绍

Sage Science 公司位于美国马萨诸塞州，2010年成立，专注于核酸领域的样品制备，2万篇文献中应用，包括众多Nature、 Science、 Cell系列的文章，是全球科研领域广泛选用的主流核酸片段分选设备。

• ​全自动回收：采用双通道电泳回收专利技术，回收过程全自动运行；
• ​精准回收：精确度可达93-99%，相较传统手工切胶、磁珠分选方案，片段分离精度更优异
• ​微量回收：低起始量，低至ng级，控制时间回收，不直接检测样品
• ​高回收率：50-80%的高回收得率
• ​省时间：5分钟的手工操作时间，无需额外制胶和切胶
• ​全自动完成DNA片段分选, 软件中自由选择需要筛选的片段范围，免去了切胶纯化的繁琐步骤，比核酸片段筛选磁珠更加精准可控；

应用领域
• 用于DNA常规分子生物学，精准去除PCR引物二聚体、非特异性片段等，去除酶切产物中非目标DNA条带；
• ​用于小片段DNA筛选回收（DNA Size Selection），如小RNA/small RNA文库回收、cfDNA／ctDNA循环血游离DNA／循环血肿瘤DNA测序文库、ddRAD-SEQ双酶切简化基因组测序文库、16S文库微生物测序文库回收等、ChIP-seq文库、MeDIP-seq / hMeDIP-seq甲基化DNA免疫沉淀片段测序文库、ATAC-seq转座酶可及染色质高通量测序文库、遗传病 panel 扩增子文库等各种复杂样本的处理，提高测序数据质量；
• ​用于大片段DNA精准回收（几kb、几十kb甚至几百kb），如Pacbio HiFi文库构建、纳米孔测序建库、超长测序（Ultra-Long Sequencing）文库构建等，精准去除小片段DNA，提高测序质量，降低测序成本；
• ​低起始量样品的精准浓缩回收：血浆/血清cfDNA/ctDNA，微量细胞/单细胞，空气/冰川/岩石样本，低丰度病原体等；
• ​降解样本的精准浓缩回收：FFPE（石蜡切片）、古DNA、腐烂样本、RNA样本等；
• ​背景极高的复杂样品的精准筛选回收：废水、土壤、腐殖质、粪便、肠道内容物、痰液、脓液、临床拭子、血液、脑脊液、共生微生物、食品微生物等

环亚生物科技有限公司（APG BIO）系美国 Sage Science 核酸片段回收产品线中国区域独家授权代理商，可向国内二代、三代测序相关科研及企业客户，提供包含样本前处理、核酸质控在内的成套设备解决方案，产品阵列包含组织研磨设备、单细胞制备仪器、细胞破碎仪、超声核酸打断仪、全自动 DNA 片段分选回收仪、核酸片段分析仪、脉冲场电泳仪、全自动建库仪、荧光检测仪、超微量分光光度计等设备。