Hög genomströmning Protein Expression Generator Med en mikroflödessystem plattform
Summary
Vi presenterar en mikroflödessystem tillvägagångssätt för uttrycket av proteinchip. Enheten består av tusentals reaktionskamrar kontrolleras av mikromekaniska ventiler. Den mikrofluidikanordning är parad med en mikromatris-tryckt genbibliotek. Dessa gener är sedan transkriberas och translateras på chip, vilket resulterar i en proteinarray klar för experimentell användning.
Abstract
Snabbt ökande områden, exempelvis systembiologi, kräver utvecklingen och genomförandet av ny teknik, vilket möjliggör hög kapacitet och hifi-mätningar av stora system. Mikrofluidik lovar att uppfylla många av dessa krav, som utför high-throughput screening experiment på chip, som omfattar biokemiska, biofysiska och cellbaserade analyser 1. Sedan början av mikrofluidik enheter har detta område utvecklats drastiskt, vilket leder till utveckling av mikroflödessystem storskalig integration 2,3. Denna teknik gör det möjligt att integrera tusentals mikromekaniska ventiler på en enda enhet med en porto-storlek fotavtryck (figur 1). Vi har utvecklat en hög genomströmning mikroflödessystem plattform för att generera in vitro-uttryck av protein kedjor (figur 2) som heter PING (proteininteraktioner Network Generator). Dessa arrayer kan tjäna som en mall för flera experimentsåsom protein-protein 4, protein-RNA-5 eller protein-DNA interaktioner 6.
Enheten består av tusentals reaktionskamrarna, som är individuellt programmeras med hjälp av en microarrayer. Justera dessa tryckta mikromatriser till mikrofluidik enheter program varje kammare med en enda fläck eliminerar eventuella föroreningar eller korsreaktivitet dessutom genererar microarrays med vanliga microarray observation tekniker är också mycket modulärt, vilket möjliggör grupperingsanordningen av proteiner 7, DNA 8, små molekyler, och även kolloidala suspensioner. De potentiella effekterna av mikrofluidik på biologiska vetenskaper är betydande. Ett antal mikrofluidik baserade analyser har redan nya insikter i struktur och funktion av biologiska system och inom mikrofluidik kommer att fortsätta att påverka biologi.
Protocol
Discussion
I detta papper presenterar vi en metod för arrayer generationens protein i hög genomströmning med en mikroflödessystem plattform. Matrisen generationen är baserad på microarray tryckning av DNA-mallar och in vitro-proteinexpression från DNA inuti mikrofluidanordningen.
Vår nya mikroflödessystem plattform har flera viktiga fördelar jämfört närvarande använda metoder som gör det till en lovande och allmänt verktyg för proteomik. En fördel är med membranbundna protei…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Detta arbete stöddes av Marie Curie International återintegreringsbidrag.
Materials
| Reagent/Equipment | Company | Catalogue number |
| PDMS- SYLGARD 184 | Dow Corning USA | ESSEX-DC |
| Chlorotrimethylsilane (TMCS | Sigma-Aldrich | C72854 |
| Epoxy coated glass substrates | CEL Associates USA | VEPO-25C |
| Poly ethylene glycole (PEG) | Sigma-Aldrich | 81260 |
| D-trehalose dihydrate | Sigma-Aldrich | T9531 |
| Biotinylated-BSA | Pierce | PIR-29130 |
| Neutravidin | Pierce | 31050 |
| penta-His-biotin | Qiagen | 34440 |
| Hepes | Biological Industries | 03-025-1B |
| TNT-T7 | Promega | L5540 |
| C-myc Cy3 antibody | Sigma -Aldrich | |
| Control box | Stanford Microfluidics Foundry | |
| Mold | Stanford Microfluidics Foundry | |
| Pin | New England Small Tubes Corporation | |
| Tygon microbore tubing | Tygon | S-54-HL |
| Microarrayer | Bio Robotics | MicroGrid 610 |
| Silicone pins | Parallel Synthesis | SMT-S75 |
References
- Maerkl, S. J. Integration column: Microfluidic high-throughput screening. Integrative biology quantitative biosciences from nano to macro. 1, 19-29 (2009).
- Hong, J. W., Quake, S. R. Integrated nanoliter systems. Nature. 21, 1179-1183 (2003).
- Unger, M. A Monolithic Microfabricated Valves and Pumps by Multilayer Soft Lithography. Science. 288, 113-116 (2000).
- Gerber, D., Maerkl, S. J., Quake, S. R. An in vitro microfluidic approach to generating protein-interaction networks. Nature. 6, 71-74 (2009).
- Einav, S. Discovery of a hepatitis C target and its pharmacological inhibitors by microfluidic affinity analysis. Nature. 26, 1019-1027 (2008).
- Fordyce, P. M. De novo identification and biophysical characterization of transcription-factor binding sites with microfluidic affinity analysis. Nature Biotechnology. 28, 962-967 (2010).
- Zhu, H. Global analysis of protein activities using proteome chips. Science (New York, N.Y.). 293, 2101-2105 (2001).
- Ramachandran, N. Self-assembling protein microarrays. Science (New York, N.Y.). 305, 86-90 (2004).
- Zhong, J. F. A microfluidic processor for gene expression profiling of single human embryonic stem cells. Lab on a chip. 8, 68-74 (2008).
- Kusnezow, W., Hoheisel, J. D. Solid supports for microarray immunoassays. Journal of molecular recognition JMR. 16, 165-176 (2003).
- Lundin, M., Monne, M., Widell, A., Von Heijne, G., Persson, M. A. A. Topology of the membrane-associated hepatitis C virus protein NS4B. Journal of virology. 77, 5428 (2003).
