عملية الوحش الأخضر لتوليد سلالات الخميرة حمل حذوفات متعددة الجينات
Summary
طريقة الوحش الأخضر تمكن الجمعية من الحذف السريع متعددة ملحوظ مع بروتين الجين الترميز مراسل الخضراء الفلورية. ويستند هذا الأسلوب على القيادة سلالات الخميرة من خلال دورات متكررة من تشكيلة الجنسي للالحذف ومضان على أساس تخصيب الخلايا تحمل أكثر الحذف.
Abstract
غالبا ما يتم الكشف عن الظواهر لحذف الجينات فقط عندما يتم اختبار الطفرة الوراثية في خلفية معينة أو البيئية 1،2 الشرط. هناك أمثلة حيث العديد من الجينات تحتاج إلى حذف وظائف الجينات لكشف المخفي 3،4. على الرغم من إمكانية الاكتشافات الهامة، لم تستكشف بعد بشكل كبير التفاعلات الوراثية التي تنطوي على ثلاثة أو أكثر من الجينات. والبحث حصرية متعددة متحولة التفاعلات غير عملي نظرا للعدد الهائل من التوليفات الممكنة من الحذف. ومع ذلك، فإن الدراسات من مجموعات مختارة من الجينات، مثل مجموعات من paralogs مع فرصة أكبر مسبق من أشكال تقاسم وظيفة مشتركة، تكون غنية بالمعلومات.
في الخميرة خميرة الخباز، ويتم إنجاز خروج المغلوب من خلال استبدال الجينات الجين مع علامة اختيار إعادة التركيب مثلي عبر. لأن عدد علامات محدودة، وقد وضعت طرق لإزالة وإعادة استخدام سام ه علامة 5،6،7،8،9،10. ومع ذلك، والطفرات الهندسة بالتسلسل متعددة باستخدام هذه الأساليب وقتا طويلا لأن الوقت اللازم جداول خطيا مع عدد من الحذف يمكن إنشاء.
نحن هنا وصف الأسلوب الوحش الأخضر للهندسة بشكل روتيني الحذف متعددة في الخميرة 11. في هذه الطريقة، يتم استخدام البروتين الأخضر نيون (GFP) مراسل دمجها في الحذف لسلالات التسمية من الناحية الكمية وفقا لعدد من الحذف الواردة في كل سلالة (الشكل 1). جولات متكررة من مجموعة متنوعة من GFP وضع علامات الحذف عن طريق التزاوج الخميرة والانقسام الاختزالي إلى جانب تدفق cytometric تخصيب سلالات تحمل أكثر من هذه الحذف يؤدي إلى تراكم الضغوط في الحذف (الشكل 2). أداء عدة عمليات في نفس الوقت، مع كل عملية دمج واحدة أو أكثر الحذف لكل جولة، ويقلل من الوقت اللازم للبناء سلالة.
المحتوى "> الخطوة الأولى هي إعداد فرداني واحد يسمى طفرات 'ProMonsters،' كل منها يحمل مراسل GFP في موضع حذف واحد من" مجموعة أدوات "مواضع، إما GMToolkit-A الوحش الأخضر أو GMToolkit α-في . can1Δ مكان (الشكل 3) باستخدام سلالات من الخميرة جمع حذف 12، يمكن GFP بعلامات الحذف ولدت مريح عن طريق استبدال مشتركة KanMX4 الكاسيت الموجودة في هذه السلالات مع GFP عالمية – جزء يحتوي على كل URA3 GMToolkit: إما أ – أو α-التزاوج من نوع خاص علامة اختيار فرداني 1 و بالضبط واحدة من علامات اللذين عند كل GMToolkits موجودة، تسمح بشكل جماعي لاختيار diploids.والخطوة الثانية هي لتنفيذ ركوب الدراجات من خلال الجنسي التي يمكن دمجها ضمن مواضع الحذف خلية واحدة من تشكيلة عشوائية و / أو recomb الانتصافيination التي ترافق كل دورة من التزاوج وتبوغ.
Protocol
Representative Results
Discussion
كما قمنا بتطوير النهج الوحش الأخضر، ونشعر بالقلق مع إمكانية إعادة التركيب بين مختلف الأشرطة استبدال GFP، مما يؤدي إلى إعادة ترتيب الجينوم. تخفيف من هذا الاحتمال هو اختيارنا للخلايا التي خضعت بنجاح جولات متعددة من التزاوج والانقسام الاختزالي. ومن المتوقع أن الخلايا ا?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
وأيد هذا العمل من قبل الولايات المتحدة للبحث المتقدم الدفاع كالة مشاريع العقد N66001-12-C-4039 إلى YS، على منحة من مؤسسة ألفرد سلون P. لRSL، والمعاهد الامريكية الوطنية للصحة منح R01 R21 HG003224 وCA130266 لFPRFPR كان كما دعمت من قبل الزمالة من المعهد الكندي للأبحاث المتقدمة والتميز من قبل برنامج كراسي البحث كندا.
Materials
| Name of the reagent or instrument | Company | Catalogue number | Comments (optional) |
| G418 | Sigma-Aldrich | A1720 | Dissolve in water and filter-sterilize (0.2-μm filter). Stock concentration: 200 mg/ml. Store at 4 °C. |
| ClonNAT (nourseothricin) | WERNER BioAgents | 5001000 | Dissolve in water and filter-sterilize (0.2-μm filter). Stock concentration: 100 mg/ml. Store at 4 °C. |
| Doxycycline | Sigma-Aldrich | D9891 | Dissolve in 50% ethanol and filter-sterilize (0.2-μm filter). Stock concentration: 10 mg/ml. Make fresh every four weeks. Shield from light using aluminum foil and store at 4 °C. |
| Zymolyase | ZymoResearch | E1005 | |
| Difco yeast nitrogen base w/o amino acids | BD | 291940 | |
| Revolver (rotator for tubes) | Labnet | H5600 | |
| Enduro Gel XL electrophoresis unit | Labnet | E0160 | |
| Sonifier 450 | Branson | 101-063-198 | |
| Microtip for Sonifier 450 | Branson | 101-148-062 | |
| FACSAria cell sorter | BD | ||
| MoFlo cell sorter | Beckman-Coulter | ||
| Biomek FX or equivalent robot | Beckman Coulter | Optional. For setting up genotyping PCRs. |
Riferimenti
- Tong, A. H., et al. Systematic genetic analysis with ordered arrays of yeast deletion mutants. Science’s STKE. 294, 2364-23 (2001).
- Hillenmeyer, M. E., et al. The chemical genomic portrait of yeast: uncovering a phenotype for all genes. Science. 320, 362-365 (2008).
- Beh, C. T., Cool, L., Phillips, J., Rine, J. Overlapping functions of the yeast oxysterol-binding protein homologues. Genetica. 157, 1117 (2001).
- Wieczorke, R., et al. Concurrent knock-out of at least 20 transporter genes is required to block uptake of hexoses in Saccharomyces cerevisiae. FEBS letters. 464, 123-128 (1999).
- Alani, E., Cao, L., Kleckner, N. A method for gene disruption that allows repeated use of URA3 selection in the construction of multiply disrupted yeast strains. Genetica. 116, 541-545 (1987).
- Akada, R., et al. PCR-mediated seamless gene deletion and marker recycling in Saccharomyces cerevisiae. Yeast. 23, 399-405 (2006).
- Guldener, U., Heck, S., Fielder, T., Beinhauer, J., Hegemann, J. H. A new efficient gene disruption cassette for repeated use in budding yeast. Nucleic acids research. 24, 2519 (1996).
- Delneri, D., et al. Exploring redundancy in the yeast genome: an improved strategy for use of the cre-loxP system. Gene. 252, 127-135 (2000).
- Storici, F., Lewis, L. K., Resnick, M. A. In vivo site-directed mutagenesis using oligonucleotides. Nat. Biotech. 19, 773-776 (2001).
- Noskov, V. N., Segall-Shapiro, T. H., Chuang, R. Tandem repeat coupled with endonuclease cleavage (TREC): a seamless modification tool for genome engineering in yeast. Nucl. Acids Res. 38, 2570-2576 (2010).
- Suzuki, Y., et al. Knocking out multigene redundancies via cycles of sexual assortment and fluorescence selection. Nat. Methods. 8, 159-164 (2011).
- Winzeler, E. A. Functional Characterization of the S. Genome by Gene Deletion and Parallel Analysis. Science. 285, 901-906 (1999).
- Woods, R. A., Gietz, R. D. High-efficiency transformation of plasmid DNA into yeast. Methods Mol. Biol. 177, 85-97 (2001).
- Hughes, T. R., et al. Widespread aneuploidy revealed by DNA microarray expression profiling. Nature. 25, 333-337 (2000).
- Goldstein, A. L., McCusker, J. H. Three new dominant drug resistance cassettes for gene disruption in Saccharomyces cerevisiae. Yeast. 15, 1541-1553 (1999).
- Newman, J. R. S., et al. Single-cell proteomic analysis of S. cerevisiae reveals the architecture of biological noise. Nature. 441, 840-846 (2006).
- Rosenfeld, N., Young, J. W., Alon, U., Swain, P. S., Elowitz, M. B. Gene regulation at the single-cell level. Science. 307, 1962 (2005).
