Summary

Alto rendimento Yeast Tela superexpressão Plasmid

Published: July 27, 2011
doi:

Summary

Aqui nós descrevemos uma tela superexpressão plasmídeo em<em> Saccharomyces cerevisiae</em>, Usando uma biblioteca vestiu plasmídeo e uma alta taxa de transferência de protocolo de transformação de levedura com um robô para manipulação de líquidos.

Abstract

A levedura de brotamento, Saccharomyces cerevisiae, é um sistema poderoso modelo para a definição de mecanismos fundamentais de muitos processos celulares importantes, incluindo aquelas com relevância direta para a doença humana. Por causa de seu tempo de geração curto e bem caracterizadas do genoma, uma grande vantagem experimental do sistema de modelo de levedura é a capacidade de realizar triagem genética para identificar genes e caminhos que estão envolvidos em um determinado processo. Nos últimos 30 anos como telas genética têm sido usadas para elucidar o ciclo celular, via de excreção, e muitos outros aspectos altamente conservadas da biologia das células eucarióticas 1-5. No últimos anos, diversas bibliotecas do genoma de cepas de leveduras e plasmídeos foram gerados 6-10. Estas colecções permitem agora para o interrogatório sistemático da função do gene usando-ganho e perda de função abordagens 11-16. Aqui nós fornecemos um protocolo detalhado para o uso de um protocolo de transformação de alto rendimento fermento com um robô para manipulação de líquidos para executar uma tela superexpressão plasmídeo, usando uma biblioteca de vestidos de 5.500 plasmídeos de levedura. Temos vindo a utilizar estas telas para identificar modificadores genéticos de toxicidade associado ao acúmulo de agregação propensas proteínas humanas doença neurodegenerativa. Os métodos aqui apresentados são facilmente adaptáveis ​​para o estudo de outros fenótipos celulares de interesse.

Protocol

1. Preparações para a transformação de levedura Este protocolo é projetado para dez placas de 96 poços, mas podem ser ampliados ou reduzidos em conformidade. Descobrimos que este protocolo não funciona bem por mais de vinte placas de 96 poços por rodada de transformação. O procedimento de transformação inteira (a partir do passo I.3) levará cerca de oito horas. Alíquota de 5 10μL de DNA plasmídeo (100 ng / mL) a partir da levedura biblioteca ORF FLEXGene em todos o…

Discussion

Aqui apresentamos um protocolo para realizar um alto throughput tela superexpressão plasmídeo em levedura. Esta abordagem permite a detecção rápida e imparcial de modificadores genéticos de diferentes fenótipos celulares. Usando essa abordagem, um pesquisador pode selecionar uma porção significativa do genoma da levedura em questão de semanas. Esta abordagem imparcial também permite a identificação de modificadores, que podem não ter sido previsto com base em resultados anteriores. Nós temos usado essa ab…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Este trabalho foi financiado por uma doação do Centro de Packard de Investigação em ALS Johns Hopkins (ADG), um diretor Award NIH Innovator New 1DP2OD004417-01 (ADG), R01 NIH NS065317 (ADG), a Rita Allen Foundation Scholar Award. ADG é um Scholar Pew em Ciências Biomédicas, apoiado pelo Pew Charitable Trusts.

Materials

Name of reagent Company Catalog number
BioRobot RapidPlate Qiagen 9000490
96 bolt replicator (frogger) V&P Scientific VP404
FLEXGene ORF Library Institute of Proteomics, Harvard Medical School  
Tabletop centrifuge Eppendorf 5810R
500mL baffled flask Bellco 2543-00500
2.8L triple-baffled Fernbach flask Bellco 2551-02800
100μL Rapidplate pipette tips Axygen ZT-100-R-S
200μL Rapidplate pipette tips Axygen ZT-200-R-S

References

  1. Nurse, P. The Nobel Prize and beyond: an interview with Sir Paul Nurse. Interview by Susan R. Owens. EMBO Rep. 3, 204-206 (2002).
  2. Hartwell, L. H. Nobel Lecture. Yeast and cancer. Biosci Rep. 22, 373-394 (2002).
  3. Stevens, T., Esmon, B., Schekman, R. Early stages in the yeast secretory pathway are required for transport of carboxypeptidase Y to the vacuole. Cell. 30, 439-448 (1982).
  4. Novick, P., Ferro, S., Schekman, R. Order of events in the yeast secretory pathway. Cell. 25, 461-469 (1981).
  5. Novick, P., Field, C., Schekman, R. Identification of 23 complementation groups required for post-translational events in the yeast secretory pathway. Cell. 21, 205-215 (1980).
  6. Sopko, R. Mapping pathways and phenotypes by systematic gene overexpression. Mol Cell. 21, 319-330 (2006).
  7. Alberti, S., Gitler, A. D., Lindquist, S. A suite of Gateway((R)) cloning vectors for high-throughput genetic analysis in Saccharomyces cerevisiae. Yeast. 24, 913-919 (2007).
  8. Gelperin, D. M. Biochemical and genetic analysis of the yeast proteome with a movable ORF collection. Genes Dev. 19, 2816-2826 (2005).
  9. Hu, Y. Approaching a complete repository of sequence-verified protein-encoding clones for Saccharomyces cerevisiae. Genome Res. 17, 536-543 (2007).
  10. Giaever, G. Functional profiling of the Saccharomyces cerevisiae genome. Nature. 418, 387-391 (2002).
  11. Boone, C., Bussey, H., Andrews, B. J. Exploring genetic interactions and networks with yeast. Nat Rev Genet. 8, 437-449 (2007).
  12. Mnaimneh, S. Exploration of essential gene functions via titratable promoter alleles. Cell. 118, 31-44 (2004).
  13. Parsons, A. B. Integration of chemical-genetic and genetic interaction data links bioactive compounds to cellular target pathways. Nat Biotechnol. 22, 62-69 (2004).
  14. Schuldiner, M. Exploration of the function and organization of the yeast early secretory pathway through an epistatic miniarray profile. Cell. 123, 507-519 (2005).
  15. Tong, A. H. Systematic genetic analysis with ordered arrays of yeast deletion mutants. Science. 294, 2364-2368 (2001).
  16. Tong, A. H. Global mapping of the yeast genetic interaction network. Science. 303, 808-813 (2004).
  17. Neumann, M. Ubiquitinated TDP-43 in frontotemporal lobar degeneration and amyotrophic lateral sclerosis. Science. 314, 130-133 (2006).
  18. Johnson, B. S., McCaffery, J. M., Lindquist, S., Gitler, A. D. A yeast TDP-43 proteinopathy model: Exploring the molecular determinants of TDP-43 aggregation and cellular toxicity. Proc Natl Acad Sci U S A. 105, 6439-6444 (2008).
  19. Elden, A. C. Ataxin-2 intermediate-length polyglutamine expansions are associated with increased risk for ALS. Nature. 466, 1069-1075 (2010).
  20. Johnson, B. S. TDP-43 is intrinsically aggregation-prone, and amyotrophic lateral sclerosis-linked mutations accelerate aggregation and increase toxicity. J Biol Chem. 284, 20329-20339 (2009).
  21. Cooper, A. A. Alpha-synuclein blocks ER-Golgi traffic and Rab1 rescues neuron loss in Parkinson’s models. Science. 313, 324-328 (2006).
  22. Gitler, A. D. Beer and Bread to Brains and Beyond: Can Yeast Cells Teach Us about Neurodegenerative Disease?. Neurosignals. 16, 52-62 (2008).
  23. Gitler, A. D. Alpha-synuclein is part of a diverse and highly conserved interaction network that includes PARK9 and manganese toxicity. Nat Genet. 41, 308-315 (2009).
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Cite This Article
Fleming, M. S., Gitler, A. D. High-throughput Yeast Plasmid Overexpression Screen. J. Vis. Exp. (53), e2836, doi:10.3791/2836 (2011).

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