High-throughput Protein Expression Generator Ved hjelp av en Microfluidic Platform
Summary
Vi presenterer en microfluidic tilnærming for uttrykket av protein arrays. Enheten består av tusenvis av reaksjonskamrene som er kontrollert av mikro-mekaniske ventiler. Microfluidic enheten er koblet til en microarray-trykt genet bibliotek. Disse genene er deretter transkribert og oversatt on-chip, som resulterer i et protein matrise klar for eksperimentell bruk.
Abstract
Raskt økende felt, for eksempel systembiologi, kreve utvikling og implementering av ny teknologi, slik at høy gjennomstrømming og hi-fi målinger av store systemer. MicroFluidics lover å oppfylle mange av disse kravene, for eksempel utføre høy gjennomstrømming screening eksperimenter on-chip, som omfatter biokjemiske, biofysiske og celle-baserte analyser 1. Siden de tidlige dagene av MicroFluidics enheter, har dette feltet drastisk utviklet seg, noe som fører til utvikling av microfluidic storskala integrasjon 2,3. Denne teknologien gjør det mulig for integrering av tusenvis av mikromekaniske ventiler på en enkelt enhet med en porto-sized fotavtrykk (figur 1). Vi har utviklet en high-throughput microfluidic plattform for å generere in vitro uttrykk for protein arrays (figur 2) heter PING (Protein Interaction Network Generator). Disse matriser kan tjene som en mal for mange eksperimenterslik som protein-protein 4, protein-RNA 5 eller protein-DNA 6 interaksjoner.
Enheten består av tusener av reaksjonskamrene som er individuelt programmert ved hjelp av en microarrayer. Samkjøre disse trykte microarrays til MicroFluidics enheter programmer hvert kammer med et enkelt sted å eliminere potensiell forurensning eller kryss-reaktivitet Videre genererer microarrays med standard microarray fange teknikker er også svært modulær, noe som åpner for oppstillingsanordningen av proteiner 7, 8 DNA, små molekyler, og selv kolloidale suspensjoner. Den potensielle effekten av MicroFluidics på biologiske vitenskaper er betydelig. En rekke MicroFluidics baserte analyser har allerede gitt ny innsikt i struktur og funksjon av biologiske systemer, og feltet av MicroFluidics vil fortsette å påvirke biologi.
Protocol
Discussion
I denne artikkelen presenterer vi en metode for generering protein arrays i high-throughput med en microfluidic plattform. Matrisen generasjonen er basert på microarray trykkteknikker av DNA maler og in vitro protein ekspresjon fra DNA innenfor microfluidic enheten.
Vår nye microfluidic plattform har flere viktige fordeler fremfor dag brukes metoder, som gjør det til en lovende og generelt verktøy for proteomikk. En fordel er med membran-bundne proteiner. In vitro</…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dette arbeidet ble støttet av Marie Curie International reintegrering stipend.
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).
