High-throughput Protein Expression Generator mit einem mikrofluidischen Plattform
Summary
Wir stellen eine mikrofluidische Ansatz für die Expression von Protein-Arrays. Die Vorrichtung besteht aus Tausenden von Reaktionskammern durch mikromechanische Ventile gesteuert. Mikrofluidische Vorrichtung mit einer Mikroarray-bedruckte Genbibliothek gepaart. Diese Gene werden dann transkribiert und translatiert auf dem Chip, was zu einem Protein-Array bereit zu Versuchszwecken verwendet.
Abstract
Rapide steigende Bereichen wie der Systembiologie, erfordert die Entwicklung und Umsetzung neuer Technologien, so dass High-Throughput-und High-Fidelity-Messungen von großen Systemen. Mikrofluidik verspricht viele dieser Anforderungen erfüllen, wie zum Beispiel die Durchführung High-Throughput-Screening-Experimenten auf dem Chip, umfasst biochemischer, biophysikalischer und Zell-basierte Assays 1. Seit den frühen Tagen der Mikrofluidik-Geräten, hat dieses Feld drastisch entwickelt, die zur Entwicklung von mikrofluidischen large-scale integration 2,3. Diese Technologie ermöglicht die Integration von Tausenden von mikromechanischen Ventilen auf einem einzigen Gerät mit einem Porto-sized Fußabdruck (Abbildung 1). Wir haben einen hohen Durchsatz mikrofluidischen Plattform zur Erzeugung in vitro Expression von Protein Arrays (Abbildung 2) genannt PING (Protein Interaction Network Generator) entwickelt. Diese Arrays können als Template für viele Versuche dienenwie Protein-Protein-4, Protein-RNA 5 oder Protein-DNA-Wechselwirkungen 6.
Das Gerät besteht aus Tausenden von Reaktionskammern, die individuell programmiert werden mit einer Microarrayer. Ausrichten dieser gedruckten Mikroarrays Mikrofluidik Vorrichtungen Programme jede Kammer mit einer einzigen Stelle eliminiert potentielle Kontamination oder Kreuzreaktivität Außerdem Erzeugen Mikroarrays unter Verwendung von Standard-Mikroarray Spotting Technik ist auch sehr modular, so dass für die Ordnungsabschnitt von Proteinen 7, 8 DNA, kleine Moleküle, und sogar kolloidalen Suspensionen. Die möglichen Auswirkungen der Mikrofluidik auf biologischen Wissenschaften ist signifikant. Eine Reihe von Mikrofluidik basierte Assays wurden bereits neue Einblicke in die Struktur und Funktion von biologischen Systemen vorgesehen und der Bereich der Mikrofluidik weiter Biologie beeinflussen.
Protocol
Discussion
In diesem Papier stellen wir eine Methode zur Erzeugung Protein-Arrays im High-Throughput mit einer mikrofluidischen Plattform. Das Array Generation ist auf Microarray Bedrucken von DNA-Matrizen und in vitro-Proteinexpression von der DNA innerhalb der Mikrofluidik-Vorrichtung basiert.
Unser neuartiger Mikrofluidik-Plattform hat mehrere wichtige Vorteile gegenüber derzeit verwendeten Methoden, die es zu einem vielversprechenden und allgemeines Werkzeug für die Proteomik zu machen. …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Diese Arbeit wurde von internationalen Marie-Curie Reintegration Stipendium unterstützt.
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).
