גנרטור ביטוי חלבון תפוקה גבוהה באמצעות פלטפורמת Microfluidic
Summary
אנו מציגים גישת microfluidic לביטוי של מערכי חלבון. המכשיר מורכב מאלף תאי תגובה הנשלטים על ידי מייקרו שסתומים מכאניים. מכשיר microfluidic הוא הזדווגו לספריית גן microarray-מודפסת. גנים אלו אז מתועתקים ומתורגמים על שבב, וכתוצאה מכך מערך חלבון מוכן לשימוש ניסיוני.
Abstract
שדות בקצב מואץ, כגון ביולוגיה של מערכות, דורשים פיתוח והיישום של טכנולוגיות חדשות, המאפשרים מדידות גבוהות תפוקה ואיכות גבוהה של מערכות גדולות. מיקרופלואידיקה מבטיחה למלא רבים מהדרישות הללו, כגון ביצוע ניסויי תפוקה גבוהה הקרנה על שבב, הכוללת מבחנים ביוכימיים, biophysical, ומבוססי תאים 1. מאז הימים הראשונים של מכשירים מיקרופלואידיקה, תחום זה התפתח באופן דרסטי, שהוביל לפיתוח של אינטגרצית microfluidic בקנה מידה גדולה 2,3. טכנולוגיה זו מאפשרת לאינטגרציה של אלף שסתומי micromechanical במכשיר אחד עם טביעת רגל דואר בגודל (איור 1). פתחנו פלטפורמת microfluidic תפוקה גבוהה להפקה בביטוי מבחנה של מערכי חלבון (איור 2) בשם PING (גנרטור רשת אינטראקצית חלבון). מערכים אלה יכולים לשמש כתבנית לניסויים רביםכגון בין החלבונים 4, 5 חלבונים RNA או חלבון דנ"א 6 אינטראקציות.
המכשיר מורכב מאלף תאי תגובה, אשר תוכנתו בנפרד באמצעות microarrayer. יישור של microarrays המודפס אלה לתוכניות מיקרופלואידיקה התקנים כל תא עם נקודה בודדה שמבטלת אפשרות של זיהום או תגובה צולבת יתר על כן, יצירת microarrays באמצעות טכניקות תיכונה microarray הרגילות הוא גם מאוד מודולרי, המאפשר לarraying של חלבונים 7, 8 DNA, מולקולות קטנות, ואפילו השעיות colloidal. ההשפעה הפוטנציאלית של מיקרופלואידיקה במדעים ביולוגיים היא משמעותית. מספר מיקרופלואידיקה מבחנים מבוססים כבר ספק תובנה חדשות למבנה והתפקוד של מערכות ביולוגיות, ותחום מיקרופלואידיקה ימשיך להשפיע ביולוגיה.
Protocol
Discussion
במאמר זה אנו מציגים שיטה למערכי חלבון דור בתפוקה גבוהה באמצעות פלטפורמת microfluidic. דור המערך מתבסס על הדפסת microarray של DNA ותבניות ביטוי חלבון במבחנה מהדנ"א בתוך מכשיר microfluidic.
פלטפורמת microfluidic הרומן שלנו יש כמה יתרונות חשובים על …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
עבודה זו נתמכה על ידי מארי קירי הבינלאומי שילוב מחדש מענק.
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).
