マイクロ流体プラットフォームを使用した高スループットのタンパク質発現ジェネレータ
Summary
我々は、タンパク質配列の発現のためのマイクロ流体アプローチを提示する。デバイスは、マイクロメカニカルバルブで制御される反応室の数千から構成されています。マイクロ流体デバイスは、マイクロアレイプリント遺伝子ライブラリーに釣り合わせられる。これらの遺伝子は、その後、実験的な使用のための準備ができたタンパク質配列で、その結果、チップ上に転写され、翻訳されています。
Abstract
そのようなシステム生物学など急速に増加フィールドは、大規模なシステムの高スループット、および高忠実度の測定を可能にし、新技術の開発と実装が必要です。マイクロフルイディクスは、生化学生物物理学、およびセルベースアッセイ1を包含する 、このようなオンチップハイスループットスクリーニング実験を行うと、これらの要件の多くを満たすことを約束します。マイクロ流体デバイスの初期の頃から、このフィールドには、抜本的にマイクロ流体大規模集積回路2,3の開発につながる、進化してきました。この技術は、切手サイズのフットプリント（ 図1）を持つ単一のデバイス上のマイクロメカニカルバルブの数千人の統合が可能になります。我々は、タンパク質配列のin vitro発現（ 図2）という名前のPING（タンパク質相互作用ネットワークジェネレータ） で生成するためのハイスループットマイクロ流体プラットフォームを開発しました。これらの配列には、多くの実験のためのテンプレートとして使用できますなどのタンパク質-タンパク質4、タンパク質-RNA 5またはタンパク質-DNA相互作用6。
デバイスは個別にマイクロアレイを使用してプログラムされた反応チャンバー、数千から構成されています。標準マイクロアレイスポッティング技術を使用してマイクロアレイを生成し、また潜在的な汚染や交差反応性を排除し、単一のスポットでマイクロ流体デバイスのプログラムにこれらの印刷されたマイクロアレイの各チャンバを調整することで、タンパク質7、DNAの8、小分子のアレイ化が可能になり、また、非常にモジュール化されさらにコロイド懸濁液。生物科学上のマイクロフルイディクスの潜在的な影響は非常に重要です。マイクロ流体ベースのアッセイの数は、すでに生物学的システムの構造と機能に新たな洞察を提供しており、マイクロ流体工学の分野は、生物学に影響を与えていきます。
Protocol
Discussion
本稿では、マイクロ流体プラットフォームを用いた高スループットの世代タンパク質アレイのための方法を提示します。配列の生成は、DNAテンプレートのマイクロアレイ印刷に、マイクロ流体デバイス内でDNAからin vitroでのタンパク質発現に基づいています。
我々の新規マイクロ流体プラットフォームは、プロテオミクスのための有望な、一般的なツールと…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
この作品は、マリー·キュリー国際社会復帰の助成金によって支えられている。
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).
