단백질에 태그를 추가하는 것은 단백질의 기능에 대한 통찰력을 얻는 강력한 방법입니다. 여기에서는 게놈 규모 태깅이 가능하도록 수백 개의 Trypanosoma brucei 단백질을 병렬로 내인성으로 라벨링하는 프로토콜에 대해 설명합니다.
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단백질에 태그를 추가하는 것은 단백질의 기능에 대한 통찰력을 얻는 강력한 방법입니다. 여기에서는 게놈 규모 태깅이 가능하도록 수백 개의 Trypanosoma brucei 단백질을 병렬로 내인성으로 라벨링하는 프로토콜에 대해 설명합니다.
질량분석법, 염기서열분석법, 생물정보학의 발전으로 잠재적으로 흥미로운 유전자에 대한 대규모 데이터셋이 생성되었습니다. 이러한 단백질에 태그를 지정하면 세포 내 단백질의 위치를 파악하고 상호 작용 파트너를 식별할 수 있으므로 단백질의 기능에 대한 통찰력을 얻을 수 있습니다. 우리는 최근 내인성 유전자 자리에서 태그가 지정된 단백질을 발현하는 Trypanosoma brucei 세포주를 생성하는 빠르고 확장 가능한 방법을 발표했습니다. 이 방법은 우리가 생성한 플라스미드를 기반으로 했으며, 이 플라스미드는 긴 프라이머 PCR과 결합할 때 유전자를 수정하여 양쪽 말단에 태그가 지정된 단백질을 암호화하는 데 사용할 수 있습니다. 이를 통해 수십 개의 트리파노솜 단백질을 병렬로 태깅할 수 있어 관심 있는 후보 유전자의 대규모 검증을 용이하게 할 수 있습니다. 이 시스템은 국소화(형광 단백질, 항원결정기 태그 또는 전자 현미경 태그 사용) 또는 생화학(TAP(탠덤 친화성 정제) 태그와 같은 정제용 태그 사용)을 위해 단백질을 태그하는 데 사용할 수 있습니다. 여기에서는 24웰 플레이트에서 발생하는 형질전환 트리파노좀의 회수 및 선택과 함께 96-well 플레이트에서 긴 프라이머 PCR 및 전기천공을 수행하는 프로토콜에 대해 설명합니다. 이 워크플로우를 사용하면 수백 개의 단백질을 병렬로 태깅할 수 있습니다. 이는 이전 프로토콜에 비해 크게 개선된 것이며 이제 게놈 규모 태깅이 가능합니다.
트리파노소마 (Trypanosoma) brucei는 가축에서 인간의 아프리카 trypanosomasis 및 nagana을 일으키는 원생 동물 기생충이다. T. brucei 인해 고품질 게놈 수많은 프로테오믹스 및 transcriptomics 데이터 세트와 잘 개발 툴 1-3 분자의 결합으로 단백질 기능 분석을위한 이상적인 유기체이다. 단백질 체학 및 시퀀싱의 발전은 잠재적으로 흥미있는 유전자 4-6 강조 대규모 데이터 세트 이어질; 그러나, 많은 유전자는 기존의 데이터베이스와 연관된 최소한의 정보를 가지고있다. 단백질의 기능적 특성을 돕기 위해 고 처리량 방법이 요구된다.
태그가 단백질의 발현은 단백질의 기능에 대한 통찰력의 다양성을 제공 할 수 있습니다. 예를 들어, 형광 단백질 또는 에피토프 태그 단백질은 PROT에 대한 정보를 제공 형광 현미경에 의해 국부적 수EIN은 생물학적 효과를 발휘 될 수 있습니다. 대안 적으로, TAP 7 태그 단백질은 HaloTag 8 또는 그의 태그 생화학 분석법과의 상호 작용 파트너의 식별을 위해 정제 될 수있다.
우리는 최근 T.에 대한 강력한 태그 방법론을 개발 brucei 9. 이 형질의 DNA를 생성하기 위해 긴 프라이머 PCR을 사용하여 병렬 단백질의 수십개의 태그 허용 - 기존 프로토콜에 대한 주요 개선. 우리는 지금 크기의 순서에 의해 procyclic 형태의이 프로토콜의 확장 성을 개선했다. 여기서, 우리는 24 웰 플레이트에서 발생 회수 및 선택과 함께 96 웰 플레이트에 PCR 및 형질 전환을 수행하는 우리의 방법을 제시한다. 단백질 수백 이제 병렬로 태그 될 수있는 바와 같이,이 방법은 전체 게놈 트리파노소마 태그를위한 비용 효율적이고 실현 가능한 방법을 제공한다.
1. 96 웰 긴 뇌관 PCR
96 웰 긴 뇌관 PCR 2. 검증
3. 96 - 웰 형질
이 대표 형질에서, 프라이머는 TagIt 펄 스크립트 (9)를 사용하여 설계 및 상업적으로 합성 하였다. 96 웰 PCR 수행되고 설명 (도 1a)로 확인되었다; 이 예에서, 95/96의 PCR (그림 1B)에 성공했습니다. 우리의 경험에 의하면, 성공적인 PCR 발생하지 않습니다 원래 프라이머 또는 재 합성 프라이머와 하나 실패 반응을 반복.
앰플 리콘은 전기 (도 2A)에 대해 96- 웰 전기 판에 전사 한 후 회수 및 선택 24- 웰 배양 플레이트로 옮겼다. 선택이 발생할 수 있도록 충분한 시간 후, 우물은 추가 분석을하기 전에 생존을 득점했다. 이 예에서, 96분의 88 웰 (92 %)는 15 일 선택 후옵니다.
그림 1 :. PCR의 유효성 검사를 위해 아가로 오스 겔 96 웰 PCR 플레이트에서 PCR 제품을 전송하기위한 긴 프라이머 PCR (A) 패턴의 확인. (나) N 말단에 95 유전자를 태그에 대한 대표 96 - 웰 PCR 검증 젤, 및 형질 전환에 부정적인 제어 역할을 할 5 '대상 동성을 포함하지 않는 1 앰플 리콘. 샘플은 1 %에로드 (w / v)의 아가로 오스 겔 30 분 동안 100 V에서 해결됩니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

도 2 : 96 웰 전기 및 선택 96- 웰 전기 천공 전기 천공 작은지면으로부터 세포를 전달하기위한 (A) 패턴.24- 웰 조직 배양 플레이트에 전자. (B) 개략적 인 24 웰 플레이트의 선택 15 일 후 일반적인 라이브 / 죽은 득점을 표시합니다. 녹색 회색은 죽은 세포로 잘이고, 성공적인 형질을 나타냅니다. 이 예에서, 우물 96분의 88 (92 %)을 성공적으로 형질 기생충이 포함되어 있습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
지난 5-10년에서 단백질 체학 및 transcriptomics 방법의 감도에 극적인 개선은 유전자와 그들의 제품의 수천에 중요한 데이터를 제공하고 있습니다. 그러나 도구는이 단백질의 기능이 속도를 유지하지 않은 해결합니다.
단백질에 태그를 지정하면 그 기능을 결정하기 위해 다양한 실험을 용이하게한다. 예를 들어, 단백질은 지역화 공동 지역화 연구를 용이하게하기 위해 서로 다른 색상의 다양한 형광 단백질에 융합 될 수있다. 태그는 APEX2 또는 miniSOG 11, 12 등의 전자 현미경을 위해 개발 된 태그 단백질의 미세 현지화 할 수 있습니다. 같은 TAP 태그 및 ProtC-TEV-의 동지 (PTP) 등의 생화학에 대한 태그, 7,13 바인딩 파트너의 식별 또는 생체 외 생화학 적 분석에서 단백질과 관련된 단지의 정화를 허용 태그.
protoc의 성공에 중요한 특정 단계상기 PCR 마스터 믹스 (1)에 DMSO 혼입 마스터 믹스 (2), 마스터 믹스 (2)의 상업용 폴리머의 사용과 cytomix 전기 천공 버퍼의 변형 예의 첨가하기 전에 PCR 마스터 믹스 한 동결 : 올이다. 우리의 경험에서, 양성의 웰과 유사한 비율을 달성하기 위해 N 말단 태깅 형질 감염 용으로 C 말단 태깅을 위해 형질 세포의 두 수를 사용하는 것이 필요하다. 따라서 설명한 모든 단계가 수행되어야한다.
이 기술은 곤충 procyclic 양식 트리파노소마를 형질 때 성공에만 가능성이있다. 혈류 형태는 또한 그들이 때문에 선택적 약물 관련이 농도 의존적 독성 선택시 사망 할 가능성이 낮은 형질 전환 효율 (14)이있다. 따라서, 우리의 이전 프로토콜은 혈류 형태의 트리 파노 솜 (9)의 태그의 현재 최고의 기술을 나타낸다. 또한 트랜스 것으로 보인다fection 효율은 특정 트리파노소마의 분리에 의존 달라질 수 있습니다. 다른 균주 추가 최적화를 요구할 수있다 -이 프로토콜은 927 SMOX procyclic 양식을 사용하여 최적화 하였다. 성공 확률을 증가시킬 조치 포함, PCR 증폭 물 양을 증가 형질 감염에 포함되는 세포의 수를 증가시킨다.
우리는 단백질의 수백 병렬로 태그 할 수있는 방법을 제시한다. 이는 기존의 대규모 데이터 세트를 보완하고 지역 사회에 귀중한 정보를 제공, 현지화 및 상호 작용에 대규모 연구를 촉진 할 것이다. 프라이머 템플릿 요청 및 플라스미드 템플릿 목록에 따라 사용할 수 있습니다에서 사용할 수 http://www.sdeanresearch.com/
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SD는 Sir Henry Wellcome Fellowship [092201/Z/10/Z]의 지원을 받았습니다. 이 연구는 Keith Gull 교수에게 수여된 Wellcome Trust 보조금 [WT066839MA][104627/Z/14/Z][108445/Z/15/Z]의 지원을 받았습니다. 도움이 되는 대화와 통찰력을 제공해 주신 Keith Gull 교수님께 감사드립니다.
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| 올리고뉴클레오티드 | Life 기술 | na | desalt 전용(추가 정제를 사용하지 않음) |
| DMSO | Roche | Expand HiFi 팩에 포함 | |
| dNTP | |||
| Expand HiFi 중합효소 | Roche | 11759078001 | |
| BTX ECM830 | Harvard Apparatus | Electroporator | |
| HT-200 플레이트 핸들러 | 하버드 장치 | HT-200 | 96 웰 eletroplates 처리 |
| MOS 96 ELECTROPLATE 4mm | 하버드 장치 | 45-0452 | 96 웰 electroporation |
| Blasticidin S Hydrochloride | Melford | 3513-03-9 | |
| Hygromycin b Gold | Invivogen | ant-hg-1 | |
| Phleomycin | Melford | P0187 | |
| 225cm TC 플라스크, 경사 넥, 페놀 캡 | Appletonwoods | BC006 | |
| 24 웰 배양 플레이트 | Appletonwoods | BC017 | |
| Eppendorf® PCR 쿨러, 96웰 플레이트 및 PCR 튜브용 얼음 없는 냉장 보관 시스템 | Sigma Aldrich | Z606634-1EA | |
| 96-well Multiply® 옆 치마를 가진 PCR 판 | Sarstedt | 72.1979.203 |
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