蛍光とハイスループットスクリーニングとバイオセンシング C.エレガンス菌株
Summary
液体ベースの培養および調剤のための手順<em> C.エレガンス</em蛍光レポータータンパク質を発現する>株は、高価な仕分け装置を必要としないことが記載されている。このアプローチは、多数の誘導に適用することができます<em> C.エレガンス</em>汚染物質の創薬やバイオセンシングのための遺伝子。
Abstract
ハイスループットスクリーニング（HTS）は、生物学的プロセスの化学的モジュレーターを同定するための強力なアプローチです。しかし、細胞培養モデルを使用して画面で識別される多くの化合物はしばしば生体 1-2 の毒性または薬理学的に不活性であることがわかっている。全体の動物モデルでのスクリーニングは、これらの落とし穴を回避し、薬剤開発へのパスを効率化できます。
C. elegansはよくHTSに適した多細胞モデル生物です。それは小さい（<1 mm）と経済的に培養し、液体中で省略することができる。C.は虫はまた、薬物モードのアクション3の迅速かつ詳細な識別を可能にする最も実験的に扱いやすい動物モデルの一つです。
我々は、培養のためのプロトコルを記述し、Cの蛍光菌株を分注する化合物ライブラリーまたは特定の遺伝子の発現を変化させる環境汚染物質の検出のハイスループットスクリーニングのためのエレガンス 。発達同期ワームの多数は、液体培養で増殖収穫、洗浄、および定義された密度で懸濁する。ワームはその後、蠕動液体ディスペンサーを使用して黒、平底の384ウェルプレートに追加されます。化学物質のライブラリまたは試験サンプル（例えば、水、食物、または土壌）からの小分子は、ワームとのウェルに添加することができます。 生体内では 、リアルタイムの蛍光強度を蛍光マイクロプレートリーダーで測定される。このメソッドは 、Cの任意の誘導性遺伝子に適合させることができます適切なレポーターが使用可能なエレガンス 。多くの誘導性ストレスと発達転写経路はよくCで定義されています。 虫とGFPトランスジェニックレポーター株は、すでにその4の多くのために存在する。適切なトランスジェニック記者と組み合わせることで、私たちの手法は、経路の調節因子をスクリーニングするか、環境汚染物質のための堅牢なバイオアッセイを開発するために使用することができます。
私たちは、Cを示しています虫の文化と我々はCを監視するために開発されたHTSアッセイと調剤プロトコル虫キャップ'N'カラー転写因子SKN – 1。 SKN – 1とその哺乳類ホモログのNRF2は5-10酸化や生体異物のストレス時の細胞保護遺伝子を活性化する。 NRF2は、がん、神経変性疾患、および慢性炎症のような多数の加齢に伴う障害から哺乳類を保護し、主要な化学療法の標的11から13になっています。私たちのアッセイを-4 SKN – 1の標的遺伝子GST 14のGFPトランスジェニックレポーターに基づいて、これは、グルタチオン- Sトランスフェラーゼ6をエンコードします。 GST -4記者はまた、SKN – 1を活性化し、そのようなアクリルアミドとメチル水銀15から16のような汚染物質の低レベルを検出するために使用できる生体異物と酸化的化学物質のバイオセンサーです。
Protocol
Discussion
我々は、培養する方法を提示し、トランスジェニック線虫の多数を調剤。培養のワームに使用される機器は、分子のクローニングを行う検査室の標準であり、液体のハンドリングと蛍光装置は、マイクロプレートを大量に処理する研究室の標準です。ライブC.多数の調剤の他の方法虫は、機器19をソートする高価な粒子が必要です。 Pgst – 4：：GFPアッセイは、キャ?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
C. elegansの導入遺伝子は線虫遺伝学センター（ミネソタ大学、ミネアポリス、ミネソタ州）から提供された。この作品は、NIHのR21グラントKSへNS0667678 – 01によってサポートされていました。すべての著者は、収集、分析、およびデータの解釈にも参加。 CKL、KS、およびKPCは、原稿を書いたり、改訂に参加した。
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments (optional) |
|---|---|---|---|
| LB broth | Research Products International Corp. | L24066 | |
| Terrific broth | Research Products International Corp. | T15100 | |
| Synergy™ HT Multi-mode Microplate Reader | BioTek | Filters: GFP 485/20ex 528/20em; RFP 540/25ex 590/35em | |
| MicroFlo Select Dispenser | BioTek | ||
| Worm dispensing flask | Southern Scientific Inc., Micanopy, FL | Custom assembled (352) 284-2531 | |
| 384 microplates | Greiner Bio-One | 5678-1209 | |
| Breathable sealing tape | Nunc | 241205 | |
| (5-hydroxy-p-naphthoqinone) Juglone | ACROS | 121640010 | Juglone is dissolved in DMSO |
| DMSO | Sigma-Aldrich | D-5879 | |
| C. elegans transgenic strain | Author’s laboratory | VP596 | Pgst-4::GFP and Pdop-3::RFP |
References
- Simeonov, A. Quantitative high-throughput screen identifies inhibitors of the Schistosoma mansoni redox cascade. PLoS Negl Trop Dis. 2, e127-e127 (2008).
- Giacomotto, J., Segalat, L. High-throughput screening and small animal models, where are we. Br J Pharmacol. 160, 204-216 (2010).
- Artal-Sanz, M., de Jong, L., Tavernarakis, N. Caenorhabditis elegans: a versatile platform for drug discovery. Biotechnol J. 1, 1405-1418 (2006).
- An, J. H., Blackwell, T. K. SKN-1 links C. elegans mesendodermal specification to a conserved oxidative stress response. Genes Dev. 17, 1882-1893 (2003).
- Choe, K., Przybysz, A., Strange, K. The WD40 repeat protein WDR-23 functions with the CUL4/DDB1 ubiquitin ligase to regulate nuclear abundance and activity of SKN-1 in Caenorhabditis elegans. Mol Cell Biol. 29, 2704-2715 (2009).
- Hasegawa, K. Acrylamide-responsive genes in the nematode Caenorhabditis elegans. Toxicol. Sci. 101, 215-225 (2008).
- Tullet, J. M. A. Direct inhibition of the longevity-promoting factor SKN-1 by insulin-like signaling in C. elegans. Cell. 132, 1025-1038 (2008).
- Oliveira, R. P. Condition-adapted stress and longevity gene regulation by Caenorhabditis elegans SKN-1/Nrf. Aging Cell. , (2009).
- Park, S. -. K., Tedesco, P. M., Johnson, T. E. Oxidative stress and longevity in Caenorhabditis elegans as mediated by SKN-1. Aging Cell. 8, 258-269 (2009).
- Hayes, J. D., McMahon, M., Chowdhry, S., Dinkova-Kostova, A. T. Cancer chemoprevention mechanisms mediated through the Keap1-Nrf2 pathway. Antioxid Redox Signal. , (2010).
- Kwak, M. K., Kensler, T. W. Targeting NRF2 signaling for cancer chemoprevention. Toxicol Appl Pharmacol. 244, 66-76 (2010).
- Leiser, S. F., Miller, R. A. Nrf2 signaling, a mechanism for cellular stress resistance in long-lived mice. Mol Cell Biol. 30, 871-884 (2010).
- Link, C. D., Johnson, C. J. Reporter transgenes for study of oxidant stress in Caenorhabditis elegans. Methods Enzymol. 353, 497-505 (2002).
- Vanduyn, N., Settivari, R., Wong, G., Nass, R. SKN-1/Nrf2 inhibits dopamine neuron degeneration in a Caenorhabditis elegans model of methylmercury toxicity. Toxicol Sci. , (2010).
- Hasegawa, K. A rapid and inexpensive method to screen for common foods that reduce the action of acrylamide, a harmful substance in food. Toxicol Lett. 175, 82-88 (2007).
- Chase, D. L., Pepper, J. S., Koelle, M. R. Mechanism of extrasynaptic dopamine signaling in Caenorhabditis elegans. Nature Neuroscience. 7, 1096-1103 (2004).
- Hope, I. A. . C. elegans, a Practical Guide. , (2005).
- Pulak, R. Techniques for analysis, sorting, and dispensing of C. elegans on the COPAS flow-sorting system. Methods Mol Biol. 351, 275-286 (2006).
