Waiting
Elaborazione accesso...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Bioengineering

优化液体搬运机器人对拟南芥进行高通量前化学遗传学筛选的应用

Published: April 30, 2018 doi: 10.3791/57393

Summary

在模型植物物种 (拟南芥) 上, 对合成小分子进行了高通量筛查。该协议是为液体处理机器人开发的, 它提高了正向化学遗传学筛的速度, 加速了新的小分子对植物生理学的发现。

Abstract

化学遗传学正越来越多地被用来解码植物中可能由于基因冗余或致死性而顽固于传统遗传学的特性。然而, 合成小分子具有生物活性的可能性很小;因此, 必须对数以千计的分子进行测试, 以找到感兴趣的。液体处理机器人系统的设计, 以处理大量的样本, 增加了一个化学图书馆可以筛选的速度, 除了最小化/标准化的错误。为了在拟南芥(南芥) 上实现一个5万小分子库的高通量前向化学遗传学屏幕, 开发了使用台式多通道液体处理机器人的协议, 要求最小技术人员参与。通过这些协议, 发现了3271个小分子, 导致可见的表型改变。1563种化合物导致短根, 1148 种化合物变色, 383 种化合物导致根毛和其他, 非分类, 改变, 177 化合物抑制发芽。

Introduction

在过去的20年中, 植物生物学领域的研究人员已经取得了长足的进步, 使用化学遗传学方法, 无论是正反两方面, 都提高了我们对细胞壁生物合成、骨架、激素合成和信号传递的理解,安歇, 发病机制, 嘌呤生物合成, 和膜贩运1,2,3,4,5。使用正向化学遗传学技术可以识别感兴趣的表型, 并允许研究人员了解特定过程的基因型基础。相反, 逆向化学遗传学寻找与预先确定的蛋白质目标6相互作用的化学物质。在植物生物学中, 拟南芥一直处于这些发现的前沿, 因为它的基因组是小的、映射的和注释的。它有一个短的世代时间, 并且有多个变种人或报告者线为方便辨认异常亚细胞机器7

有两个主要瓶颈阻碍了正向化学基因筛的进展、初始筛选过程和确定感兴趣的化合物的目标8。提高小分子选择速度的主要帮助是使用自动化和自动化设备9。液体搬运机器人是处理大型小分子库的绝佳工具, 在生物科学 (10) 的推动进程中发挥了重要作用。此处提出的协议旨在缓解与筛选过程相关的瓶颈, 从而使生物活性小分子的识别速度加快.该技术为经营者减轻了劳动和时间负担, 同时也降低了对原理调查人员的经济成本。

到目前为止, 大多数化学库都在1万到2万种化合物之间进行了分析, 其中一些有多达15万个, 一些与70个91112131415,16. 本文介绍的协议是在5万化合物的小分子库 (见材料表) 上实施的, 迄今在拟南芥上进行了较大的正向化学遗传学筛。这项议定书符合目前的趋势, 以提高效率和速度的前瞻性化学遗传学, 特别是因为它涉及到除草剂发现, 杀虫剂发现, 杀菌剂发现, 药物发现和癌症生物学17 ,18,19,20,21。虽然这项协议在这里与拟南芥一起实施, 但可以很容易地适应细胞培养, 孢子, 甚至在 96-, 384, 或1536孔板中液体培养基中的昆虫。由于其体积小, 拟南芥可在96井板中进行筛选。然而, 在水井中均匀地分配种子是一个挑战。手工播种是准确的, 但劳动密集型, 虽然有设备设计, 以分配种子到96井板, 他们是昂贵的购买。在这里, 我们展示了如何绕过这一步, 只是一个小的准确性损失。

这个方法的总目标是使筛选一个大化学图书馆反对拟南芥更加可管理, 不妥协准确性,通过使用液体搬运机器人。这种方法的使用提高了研究者的效率, 减少了完成初始稀释系列管理和随后的表型屏幕的时间, 允许在解剖显微镜下快速可视化样本, 并迅速新的生物活性小分子的鉴定。图 1在4个步骤中描述了此协议的关键结果。

Figure 1
图 1: 正向化学遗传学屏幕的整体工作流.要为4个关键步骤中的每一项详细描述的协议概述。1: 接收化学图书馆, 2: 制作稀释库, 3: 制作筛板, 4: 孵化和可视化筛板。请单击此处查看此图的较大版本.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. 创建稀释库

  1. 用手工标签625稀释库板, 确保它们与化学库中相应的印版相匹配。此外, 通过控制台驱动器将流量和流出流软管连接到多通道尖端洗涤自动材质定位器 (阿尔卑斯) (参见材料表)。
  2. 访问计算机并通过设备控制器与多通道尖端洗涤磷酸酶的连接打开洗涤泵以循环水。这将在协议结束时自动关闭。
  3. 装载, 用手, 堆垛机10的附加到堆放机的传送带, 按以下顺序在酒店 A D (图 4, 码垛);一盒 AP96 P20 吸管提示在房间 1, 四96井 V 底板的房间 2-5 与两个上部板块包含库存浓度从有序库和两个较低的板块空 (图 5, 堆垛机)。另外, 在房间6和四96井 V 底板上装载一盒 AP96 P20 吸管提示在 7-9 与二个上部板材包含有序的图书馆的存货集中和二个更低的板空 (图 5, 堆垛机)。
  4. 通过手工设置, 甲板上有一个300毫升水水库在 P3, 一个300毫升70% 乙醇浴 P7, 尖端装载者阿尔卑斯 (TL1), 和多通道尖端洗涤阿尔卑斯 (TW1) (图 4, 甲板和图 5, 甲板)。
  5. 使用操作软件, 现在 AP96 P20 吸管提示从堆垛机10和移动他们到尖端装载者阿尔卑斯。
    注: 1.5 至1.12 均采用液体搬运机器人的操作软件完成;请参阅材料表
  6. 目前2房间从酒店 A 和分开所有四96井 V 底板在甲板上, 放置底部二在 P4 和 P8 和前二在 P5 和 P9 (图 4)。
  7. 负载 AP96 P20 吸管提示与尖端装载者的磷酸酶到96通道200µL 头。从300毫升水油藏中抽出90µL, 并将 P4 上的96井 V 底稀释板抽出。对 P8 上的盘子重复此步骤。
  8. 将化学库板混合在 P5 上, 反复抽吸和配药15µL 三次。另外, 从 P5 上的化学库板中抽出10µL, 并将10µL 放入 P4 的稀释板中。
  9. 通过反复抽吸和配药50µL, 将 P4 板的溶液混合在一起, 共三次。一旦混合, 清洁 AP96 P20 吸管提示, 通过吸和配药70µL 70% 乙醇从 P7, 然后洗涤他们在多通道尖端洗涤磷酸酶通过吸和配药110% 水量四倍。
  10. 对 P8 和 P9 上的第二对板重复步骤 1.8-1.9。创建第二个96井 V 底稀释板后, 按以下顺序从下到上堆叠板: P9、P5、P8 和 P4。然后, 把栈放在一个空的静止的高山上;无论是 P1、P2、P6、P10、P11、P12 或 P13。
  11. 重复步骤1.6 至 1.10, 直到酒店 A 5 室为空。在到达6室时重复步骤 1.5, 将新的 AP96 P20 吸管提示移到尖端装载者的磷酸酶上, 并将所用的 AP96 P20 吸管提示放在空的静态碱性磷酸酶上。
  12. 重复步骤1.6 至 1.10, 直到酒店 A 的9室为空。然而, 为了前往 B 酒店, 甲板上的盘子和小费必须重新装入酒店 A。
  13. 用手重新填充300毫升的水水库。这一步是至关重要的, 计算机程序可以合并暂停详细说明此消息, 要求用户点击 "继续", 然后再执行下一步骤。
  14. 重复步骤 1.5-1.13 为其余的酒店, 确保一个完整的300毫升水水库每次之前, 前往下一个酒店。

2. 添加培养基-种子混合物筛板

  1. 通过添加4.3 克 MS 盐、0.50 克 MES、1.0 克琼脂至 1 L ½, 使 Murashige 和 Skoog (ms) 培养基与0.1% 琼脂结合, 在 ph 探针的监测下, 将 ph 值调整为 2, 但同时添加5.7 米氢氧化钾.
  2. 用1% 的漂白剂和 SDS 在15和30分钟之间摇动种子, 然后用离心法冲洗4次, 用相同容积的水进行杀菌。一旦种子是无菌的, 将其放置在4摄氏度从24小时到7天为 vernilization。拟南芥生物资源中心描述了杀菌、vernilization 和生长的其他方法22
  3. 用手在密度为 0.1 g/100 毫升的培养基上添加种子。这个密度导致平均 3-10 种子每井96井板材。
  4. 在酒店 a (图 6, 酒店 a) 的1和2房间中, 手工放置四96井平底板。将一盒 AP96 P250 吸管小贴士放在尖端装载机上, 一个300毫升的水库, 充满了在 P3 步骤 2.1-2.3 中创建的媒体种子混合物, 以及300毫升水库, 在 P7 (图 70%, 甲板和图 4上填充了6乙醇。, 甲板)。
    注: 2.5 到2.8 是用操作软件完成的。
  5. 目前客房1和2在酒店 A, 并分开的栈四板块。在每个空的静态阿尔卑斯 (P4、P5、P6、P8、P9、P10、P11 和 P12) 上放置一个盘子。负载 AP96 P250 吸管提示96通道200µL 头。
  6. 从300毫升的 P3 介质种子库中抽出90µL, 并将其放入前96井平底板中。重复此过程, 直到所有八个板块包含介质种子混合物。
  7. 通过从300毫升水库中吸出70µL, 并在 P7 上填充70% 乙醇, 清洁 AP96 P250 吸管提示。在多通道尖端洗涤磷酸酶的提示冲洗和配药110% 卷水四次, 卸载的提示在 TL1, 并收集的盘子手工。

3. 将小分子添加到筛板上

  1. 手动装载, 一盒 AP96 P250 吸管提示进入酒店1室 a, 两个96井 V 底稀释库板进入房间 2, 4, 6 和 8, 和两个96井平底筛板进入房间 3, 5, 7 和 9 (图 4, 堆垛机和图 7, A 酒店)。此外, 连接软管到和从多通道尖端洗涤磷酸酶到5加仑的水库。
    注: 3.2 到3.10 是用操作软件完成的。
  2. 配置甲板, 以包含300毫升70% 乙醇洗涤水库在 P7;介质种子库可以放在 P3 的甲板上 (图 4、甲板和图 7、甲板)。另外, 通过设备控制器的连接打开控制台驱动器, 通过多通道尖端洗涤磷酸酶循环水。这将在协议结束时自动关闭。
  3. AP96 P250 吸管提示盒从酒店 A, 并将其移动到顶部装载者阿尔卑斯。
  4. 提出96井 V 底稀释库板从2房间 A 到甲板和安置一个在静态阿尔卑斯 P4 和一个在 P8。目前96井平底筛板从酒店 A 3 室到甲板上, 并放置一个在静态的高山 P5 和一个在 P9。
  5. 负载 AP96 P250 吸管提示与尖端装载者的磷酸酶到96通道200µL 头。
  6. 将96井 V 底稀释板与 P4 50 µL 三倍的吸气和配药混合在一起。接着, 从这个盘子中抽出10µL, 并在 P5 上抽出96井平底筛板。
  7. 将溶液在 P5 中混合, 通过吸气和配药50µL 三倍。用乙醇清洗 AP96 P250 吸管小贴士, 从 P7 的水库中吸出70µL 70% 乙醇, 然后在多通道尖端洗涤磷酸酶中通过吸气和分配110% 容积的水四次清洗。
  8. 对第二个96井 V 底稀释库板 (P8) 和96井平底筛板 (P9) 重复步骤3.5 和3.6。
  9. 将两个96井的 V 底稀释库板和两个96井平底筛板叠在一起。将板块移动到静态阿尔卑斯 P1、P2、P6、P10、P11、P12 或 P13。
  10. 重复步骤 3.4-3.9 三次, 添加稀释的化学品, 以筛板共八次。最后, 通过视觉构象检查筛板每口井中种子的数量, 并通过额外的灭菌和 vernalized 的种子补充那些少于三种子的水井。

4. 筛板的孵化和可视化

  1. 在干燥的容器中, 在16/8 光/暗循环中, 在22摄氏度的环境室中孵化96井平底筛板四天。在解剖显微镜下可视化96井平底筛板。记录所有异常表型以供进一步调查。

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

在解剖显微镜下, 在筛选浓度的基础上, 通过添加小分子来准确、高效地表征表型的能力, 是这种方法在拟南芥上进行化学遗传学的最终目的.当所有5万种化合物被筛选时, 观察到的表型是多种多样的, 可以分成几个不同的类 (图 2)。图 3A-f描述了在解剖显微镜下低放大率观察到的表型的例子。某些表型提供了不确定的结果 (图 3G、H)。这些必须在较低浓度下重新测试, 以确保这种化学物质在较低剂量下没有提供不同的表型。

由于许多原因, 可能会产生不良结果。一是种子萌发率差。这可能导致筛板主要表现为无发芽或不完全萌发表型 (图 3G, H), 这可能是误导性的。为了克服这种情况, 预先测试所有种子使用的发芽率。一旦发芽率已经建立, 并大于95% 的拟南芥, 化学添加之前的种子春是确保同时萌发的关键步骤。缺乏同时萌发可能导致假阳性在分型。此外, 如果在孵化过程中允许介质蒸发, 则会产生不良的结果。这种缺乏水化防止种子发芽, 可以避免通过使用干燥的容器。另外, 二甲基亚砜和介质溶液位于每片板的两个外柱上, 确保适当的微气候和发芽速率。

当发芽率为 > 95%, 种子 vernalized 96 井平底板, 确保同时萌发, 培养基在孵化过程中不蒸发时, 达到了满意的实验结果。理想情况下, 化学物质将被测试在浓度, 允许所有种子发芽和表型被准确评估 (图 3AF)。大多数的治疗产生了表型的幼苗, 在视觉上与没有形态学表型的模拟控制 (图 3A) 有区别, 绝大多数的异常表型包括漂白和严重未发育的根 (图 2)。

Figure 2
图 2: 观察到的最常见表型和观察到的每种表现的比例.a) 在四天的孵化后, 共有3271个小分子在100µM 被发现具有生物活性。颜色表明表型的严重性 (黑色 = 更严重, 白色 = 不严重)。最常见的表型与根形态有关, 有超过1500种化合物诱导不同严重程度的发育不良根。着色也通常受到这个图书馆的化合物的影响, 1148 苗被记录为完全漂白或部分变色。仅有400种化合物产生了独特的根毛表型-要么发育迟缓, 要么发育迟缓, 颜色鲜艳。最后, 发芽受200种化合物的影响。在这些情况下, 种子要么没有完成发芽或甚至没有开始发芽。B) 幼苗的根系形态异常, 无论是发育迟缓还是严重发育迟缓, 都构成了几乎一半的表型异常幼苗。下一个最大的群体是那些导致漂白或变色幼苗。与根发异常有关的表型也占了相当大的比例, 而发芽的抑制, 无论是发芽还是不完全萌发, 只发生在所有生物活性化合物的小百分比。最后, 出现了许多在这样低频率下发生的表型, 它们被归类为 "其他" 类别, 其中一个例子是绿色粘液的产生, 如图 3所示。请单击此处查看此图的较大版本.

Figure 3
图 3: 正向化学遗传学屏幕中观察到的代表性表型的图像.无明显形态学异常 (A), 棕色根毛 (B), 发育不良的根 (C), 严重发育不良的根 (D), 漂白 (E), 绿色粘液 (F), 不完全萌发 (G), 没有发芽 (H)。请单击此处查看此图的较大版本.

Figure 4
图 4: 在启动协议之前设置的堆垛机10和甲板的概述.堆垛机由四台堆垛机 10 (酒店 A D) 组成, 每个房间容纳十间客房。甲板上有各种各样的阿尔卑斯: 尖端装载机, 码垛梭, 多通道尖端洗涤, 和13静态阿尔卑斯。请单击此处查看此图的较大版本.

Figure 5
图 5: 创建稀释库所需设置的堆垛机10和甲板.四堆垛机10是装满了 AP96 P20 吸管提示在房间1和6的酒店 a d 和栈四 96-井 V 底板在房间 2-5 和客房 7-9 酒店 a d。甲板布局包括两个300毫升水库在静态阿尔卑斯 P3 和 P7。请单击此处查看此图的较大版本.

Figure 6
图 6: 堆垛机10和甲板, 用于将介质种子混合物添加到筛板上.堆垛机10载有四96井平底板的房间1和2的酒店 A。甲板布局包括两个300毫升水库在静态阿尔卑斯 P3 和 P7 和一盒 AP96 P250 吸管提示 TL1。请单击此处查看此图的较大版本.

Figure 7
图 7: 堆垛机10和甲板, 用于将小分子添加到筛板上.堆垛机10装有一盒 AP96 P250 吸管提示在1室, 两个96井 V 底稀释板在房间 2, 4, 6 和 8, 和一堆两个96井平底板填充的媒体种子混合物在房间3、5、7和9。甲板布局包括两个300毫升水库在静态阿尔卑斯 P3 和 P7。请单击此处查看此图的较大版本.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

该协议旨在帮助研究人员完成对拟南芥的化学遗传学筛选。我们从5万种化合物 (图 2图 3) 的屏幕上提供了具有代表性的结果, 其中一个最大的前向化学遗传学屏幕, 在拟南芥上进行, 日期为9,13,23。使用液体搬运机器人, 使稀释库更高效, 筛选库生成, 提高了新化合物识别的速度和效率。增加了高吞吐量的筛选能力, 同时代表研究员减少了劳动。这项技术设计用于96井板, 可以容纳小种子或植物在解剖显微镜下可见。利用较大的井板来适应较大的种子, 需要对吞吐量和设计进行修改。

这种技术的额外限制包括难以使用这一设备与无菌技术;然而, 由于缺乏蔗糖的½ MS 介质, 我们没有遇到高百分比的污染。你可以绕过任何污染问题, 把机器人放在一个无菌的房间, 允许不育的条件和细胞培养, 或使用一个无菌腔的液体处理机器人24,25。另一个限制是小费大小和种子的愿望。一个小的吸管提示, 如 AP96 P20 将堵塞与种子;因此, 更大的吸管尖端必须用于种子配药和溶液混合。

本协议中的关键步骤包括在稀释库和筛选库中对所有板块进行仔细的标注, 以确保在给机器人喂食时, 它们在正确的方向上。明确的标签和系统的处理是直截了当的, 可以克服这个问题。另一个关键步骤是确保正确的设备在开始试验之前是正确的地方, 无论是在堆垛机10和甲板上。如果设备没有正确放置在甲板上, 96 通道200µL 头可能坠毁, 损坏仪器和要求维修。另一个关键步骤是确保将正确的液体量放在300毫升的储层内, 并将此量输入正确的软件中。如果数字不匹配, 提示将不会达到液体和愿望不会发生。

还必须采取步骤, 确保取得的结果是准确的。我们在开发该协议时注意到的一个错误与提示生命相关。在连续装卸后, 这些小贴士失去了准确抽吸和分配的能力。因此, 每组96个提示都必须使用最多四次。定期更换洗涤水也很重要, 以避免化学品被无意地添加到筛板上的可能性。最后, 一些化学物质倾向于沉淀出解决方案26。为了确保每种化学物质都在正确的浓度下添加, 混合步骤被纳入稀释和筛选协议。如果不进行混合, 可能会导致从图书馆向图书馆添加的化学品数量较少, 对潜在的化学诱导型的解释具有挑战性。

对协议的每一部分使用正确的车牌也非常重要。V 底板的设计, 以确保小体积的液体可以吸气, 并建议使用在创建稀释库。然而, 这些板块不适合的筛选部分的协议, 因为他们的光反射导致不良的表型可视化。为了观察 3-4 天老苗的表型, 必须在平底板上进行筛查。

一旦筛选板被创建, 可视化是必需的。96-井平底板允许在解剖显微镜下容易可视化。必须将板材储存在干燥的容器中, 以减少介质的蒸发。一种替代显微可视化的方法是使用高分辨率扫描仪。高分辨率产生的图像显示了在这个屏幕上观察到的大多数表型, 并提供了可在将来重新讨论的结果的存档。一旦可视化完成, 并筛选您选择的库, 则可以在不同的有机体或不同的化学库中执行此方法。对设备的改装可以使无菌养殖, 使企业进入干细胞、真菌、昆虫和小植物领域2,18,25,27

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

作者声明他们没有竞争的财政利益。

Acknowledgments

我们感谢 Jozsef 鹳, 米切尔里士满, Jarrad Gollihue, 和安德烈-桑切斯的建设性和关键的讨论。莎琳博士为表型照片。该材料的基础是国家科学基金会根据1355438号合作协议所支持的工作。

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Keyboard Local Provider N/A Used for protocol design and operating the Biomek FX
Mouse Local Provider N/A Used for protocol design and operating the Biomek FX
Computer Screen Local Provider N/A Used for protocol design and operating the Biomek FX
Computer Local Provider N/A Used for protocol design and operating the Biomek FX
DIVERSet Diverse Screening Library ChemBridge N/A Chemical library
Biomek Software Beckman Coulter N/A Runs and designs the Biomek FX
Device Controller Beckman Coulter 719366 Operates the water pump/tip washing station
Stacker Carousel Pendent Beckman Coulter 148240 Manual operation of Biomek Stacker Carousel
Biomek Stacker Carousel Beckman Coulter 148520 Rotary unit that houses all FX Stacker 10's
FX Stacker 10 Beckman Coulter 148522 Elevator unit that houses components for screen
FX Stacker 10 Beckman Coulter 148522 Elevator unit that houses components for screen
FX Stacker 10 Beckman Coulter 148522 Elevator unit that houses components for screen
FX Stacker 10 Beckman Coulter 148522 Elevator unit that houses components for screen
Biomek FX Beckman Coulter https://www.beckman.com/liquid-handlers Robot that performs the desired operations
Accuframe Artisan Technology Group 76853-4 Frames arm to place components corretly
Framing Fixture Beckman Coulter 719415 Centers arm in the Accuframe
Multichannel Tip Wash ALP Beckman Coulter 719662 Washes the tips after the ethanol bath
Tip Loader ALP Beckman Coulter 719356 Pneumatically loads tips onto the arm
Air Compressor Local Provider N/A Provides air for pneumatic tip loading
MasterFlex Console Drive Cole-Parmer 77200-65 Pump used to circulate water through the Multichannel Tip Washer
Air Hose Local Provider N/A Provides air from air compressor to Tip Loader
Water Hose Local Provider N/A Provides water from 5 Gallon Reserviour to Tip Washer
Static ALP's Beckman Coulter Comes with Biomek FX Supports equipment for the Screen
5 Gallon Reserviour Local Provider N/A Recirculates the dirty water from cleaning the tips
Grippers Beckman Coulter Comes with Biomek FX Grabs and moves the equipment to the correct places
96-Channel 200 µL Head Beckman Coulter Comes with Biomek FX Holds the 96 tips used within the screen
AP96 P200 Pipette Tips Beckman Coulter 717251 Used to make the screening library
96 Well Flat Bottom Plate Costar 9018 Aids in visulization of screen
96 Well V-Bottom Plate Costar 3897 Aids in storing of dilution library
AlumaSeal 96 Sealing Film MedSci F-96-100 Seals for storage both the chemicle library and dilution library
Plastic ziplock sandwich bags Local Provider N/A Used to ensure a humid environment for screen
AP96 P20 Pipette Tips Beckman Coulter 717254 Used in the dilution library creation
Growth Chamber Percival AR36L3 Germinates seeds for phenotypic visulization
Spatula Local Provider N/A Holds seeds to add into wells where liquid seeding failed seed adequatly
Toothpick Local Provider N/A Pushes seeds from spatula to wells
Murashige and Skoog Basal Salt Mixture PhytoTechnology Laboratories M524 Add to MS media mixture
MES Free Acid Monohydrate Fisher Scientific ICN19483580 Added to MS media to decrease pH
Agar Powder Alfa Aesar 9002-18-0 Increases thickness of media to support seed suspension
5M KOH Sigma-Aldrich 484016 Increases pH to adequate levels
1L Media Storage Bottle Corning 1395-1L Holds enough media for a screen
Polypropylene Centrifuge Tubes Corning 431470 Sterilizes seeds prior to vernilization
pH Probe Davis Instruments YX-58825-26 Used for making media
ALPs (Automated Labware Positioners) Users Manual Beckman Coulter PN 987836 Aids in setting up the accompaning equipment for the Biomek FX
Biomek 2000 Stacker Carousel Users Guide Beckman Coulter 609862-AA Aids in setting up the Stacker Carousel
Biomek FX and FXP Laboratory Automation Workstations Users Manual Beckman Coulter PN 987834 Used to frame the Multichannel Pod
Biomek FXP Laboratory Automation Workstation Customer Startup Guide Beckman Coulter PN B32335AB Used to aid in setting up the Biomek FX
Biomek Software User's Manual Beckman Coulter PN 987835 Used to set up and understand the Software

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Blackwell, H. E., Zhao, Y. Chemical genetic approaches to plant biology. Plant Physiol. 133 (2), 448-455 (2003).
  2. Dejonghe, W., Russinova, E. Plant chemical genetics: From phenotype-based screens to synthetic biology. Plant Physiol. 174 (1), 5-20 (2017).
  3. McCourt, P., Desveaux, D. Plant chemical genetics. New Phytol. 185 (1), 15-26 (2010).
  4. Lumba, S., Cutler, S., McCourt, P. Plant nuclear hormone receptors: A role for small molecules in protein-protein interactions. Annu Rev Cell Dev Biol. 26, 445-469 (2010).
  5. Hicks, G. R., Raikhel, N. Opportunities and challenges in plant chemical biology. Nat Chem Biol. 5 (5), 268-272 (2009).
  6. De Rybel, B., et al. A role for the root cap in root branching revealed by the non-auxin probe naxillin. Nat Chem Biol. 8 (9), 798-805 (2012).
  7. Koornneef, M., Meinke, D. The development of Arabidopsis as a model plant. Plant J. 61 (6), 909-921 (2010).
  8. Serrano, M., Kombrink, E., Meesters, C. Considerations for designing chemical screening strategies in plant biology. Front Plant Sci. 6, 131 (2015).
  9. Yoshitani, N., et al. A structure-based strategy for discovery of small ligands binding to functionally unknown proteins: Combination of in silico screening and surface plasmon resonance measurements. Proteomics. 5 (6), 1472-1480 (2005).
  10. Macarron, R., et al. Impact of high-throughput screening in biomedical research. Nat Rev Drug Discov. 10 (3), 188-195 (2011).
  11. DeBolt, S., et al. Morlin, an inhibitor of cortical microtubule dynamics and cellulose synthase movement. Proc Natl Acad Sci U S A. 104 (14), 5854-5859 (2007).
  12. Christian, M., Hannah, W. B., Luthen, H., Jones, A. M. Identification of auxins by a chemical genomics approach. J Exp Bot. 59 (10), 2757-2767 (2008).
  13. Drakakaki, G., et al. Clusters of bioactive compounds target dynamic endomembrane networks in vivo. PNAS. 108 (43), 17850-17855 (2011).
  14. Armstrong, J. I., Yuan, S., Dale, J. M., Tanner, V. N., Theologis, A. Identification of inhibitors of auxin transcriptional activation by means of chemical genetics in Arabidopsis. Proc Natl Acad Sci U S A. 101 (41), 14978-14983 (2004).
  15. Brown, L. A., et al. A small molecule with differential effects on the PTS1 and PTS2 peroxisome matrix import pathways. Plant J. 65 (6), 980-990 (2011).
  16. De Rybel, B., et al. Chemical inhibition of a subset of Arabidopsis thaliana GSK3-like kinases activates brassinosteroid signaling. Chem Biol. 16 (6), 594-604 (2009).
  17. Arkin, M. R., Tang, Y., Wells, J. A. Small-molecule inhibitors of protein-protein interactions: progressing toward the reality. Chem Biol. 21 (9), 1102-1114 (2014).
  18. St Onge, R., Schlecht, U., Scharfe, C., Evangelista, M. Forward chemical genetics in yeast for discovery of chemical probes targeting metabolism. Molecules. 17 (11), 13098-13115 (2012).
  19. Vassilev, L. T., et al. In vivo activation of the p53 pathway by small-molecule antagonists of MDM2. Science. 303 (5659), 844-848 (2004).
  20. Zhao, Y., et al. Chemical genetic interrogation of natural variation uncovers a molecule that is glycoactivated. Nat Chem Biol. 3 (11), 716-721 (2007).
  21. Walsh, T. A. The emerging field of chemical genetics: Potential applications for pesticide discovery. Pest Manag Sci. 63 (12), 1165-1171 (2007).
  22. Center, A. B. R. Seed Handling. , The Ohio State University. Available from: https://abrc.osu.edu/seed-handling (2013).
  23. Knoth, C., Salus, M. S., Girke, T., Eulgem, T. The synthetic elicitor 3,5-dichloroanthranilic acid induces NPR1-dependent and NPR1-independent mechanisms of disease resistance in Arabidopsis. Plant Physiol. 150 (1), 333-347 (2009).
  24. Conway, M. K., et al. Scalable 96-well Plate based iPSC culture and production using a robotic liquid handling system. J Vis Exp. , (2015).
  25. Daniszewski, M., et al. Automated cell culture systems and their applications to human pluripotent stem cell studies. SLAS Technol. , (2017).
  26. Popa-Burke, I., Russell, J. Compound precipitation in high-concentration DMSO solutions. J Biomol Screen. 19 (9), 1302-1308 (2014).
  27. Partridge, F. A., et al. An automated high-throughput system for phenotypic screening of chemical libraries on C. elegans and parasitic nematodes. Cold Spring Harb Protoc. , (2017).

Tags

退缩 问题 134 植物生理学 植物生长抑制剂 化学图书馆 小分子 合成化合物 自动筛选
优化液体搬运机器人对<em>拟南芥</em>进行高通量前化学遗传学筛选的应用
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Amos, B. K., Pook, V. G., Debolt, S. More

Amos, B. K., Pook, V. G., Debolt, S. Optimizing the Use of a Liquid Handling Robot to Conduct a High Throughput Forward Chemical Genetics Screen of Arabidopsis thaliana. J. Vis. Exp. (134), e57393, doi:10.3791/57393 (2018).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter