Summary

Эффективная спороношение<em> Saccharomyces CEREVISIAE</em> В 96-луночные Format

Published: September 17, 2016
doi:

Summary

Here, sporulation of Saccharomyces cerevisiae is carried out in a 96 multiwell format.

Abstract

During times of nutritional stress, Saccharomyces cerevisiae undergoes gametogenesis, known as sporulation. Diploid yeast cells that are starved for nitrogen and carbon will initiate the sporulation process. The process of sporulation includes meiosis followed by spore formation, where the haploid nuclei are packaged into environmentally resistant spores. We have developed methods for the efficient sporulation of budding yeast in 96 multiwell plates, to increase the throughput of screening yeast cells for sporulation phenotypes. These methods are compatible with screening with yeast containing plasmids requiring nutritional selection, when appropriate minimal media is used, or with screening yeast with genomic alterations, when a rich presporulation regimen is used. We find that for this method, aeration during sporulation is critical for spore formation, and have devised techniques to ensure sufficient aeration that are compatible with the 96 multiwell plate format. Although these methods do not achieve the typical ~80% level of sporulation that can be achieved in large-volume flask based experiments, these methods will reliably achieve about 50-60% level of sporulation in small-volume multiwell plates.

Introduction

Спороношение в почкующихся дрожжей было изучено , чтобы дать представление о многих аспектах биологии, в том числе контроль сегрегации хромосом во время мейоза 1, механизмы генетической рекомбинации 2, контроль развития клеткой сигнализации 3, питательная контроль развития 4, транскрипционный регулирование развития 5, а также рассмотрение спорообразования 6. Спорообразование включает новое событие деление клеток , предусматривающий создание новых мембранных отсеков внутри материнской клетки с последующим нанесением защитного споровой стенки 6. Эти исследования , которые исследуют спорообразующих клеток часто используют быстро спорообразующих штамма дрожжей SK1, который может пройти процесс спорообразования примерно 24 ч в относительно эффективным способом 7,8. Хотя оптимизация условий спорообразования для почкующихся дрожжей были описаны 9-13, это экспериментs исследовали споруляции на твердой среде или в более крупных жидких культурах, где споруляция осуществляется с использованием культуры трубок или колб.

Здесь мы опишем метод спорообразующих дрожжей в многоямного формате пластины 96. Мы считаем, что для этого метода, аэрация имеет решающее значение для синхронного и эффективного споруляции, и разработали методы, чтобы обеспечить достаточное количество споруляцию малого объема многоямный формат. Спорообразующих в формате 96 многоямный пластины позволяет клеткам быть подвергнуты скринингу с использованием методов с высокой пропускной способностью и реагенты , оптимизированные для многоямного формата пластины, такой скрининг для высоких супрессоров копирования с использованием черепичную библиотеки 14-16.

Protocol

1. Подготовка к споруляцией Примечание:. Средства массовой информации , описанные в этом протоколе выполнены с использованием стандартных рецептов и методов 13,17 Таблица 1 дает формулировку 1 л различных носителей , используемых в данном протоколе. <table border=…

Representative Results

Для оценки этого протокола, эффективность споруляции , полученные из спорообразующих клеток в луночные планшеты (как описано выше) по сравнению с клетками спорулированных с использованием больших объемов в колбы (таблица 2). Использование луночные планше?…

Discussion

Здесь мы приводим протокол для спорообразующих SK1 дрожжей в 96 многоямного формате. Аэрация является ключевым фактором для эффективной споруляции, что требует использования либо мешалкой или стеклянного шарика в каждую лунку. Когда клетки спорообразования в 96 многоямного пластины в ш?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Эта работа была поддержана грантом Джозеф П. Хили из Университета штата Массачусетс Бостон (LSH) и R15 GM86805 из NIH (LSH). SMP поддерживается частично посредством Sanofi-Genzyme стипендий в Университете штата Массачусетс в Бостоне.

Materials

Nunc 1.3 ml DeepWell Plates ThermoScientific 260251 Used for sporulation
Nunc 2.0 ml DeepWell plates ThermoScientific 278743 Used for presporulation growth, step 1.2.3
3 mm glass bead Fisher 11-312A Used for sporulation
5 mm x 2 mm stir bar, pack of 12 Fisher 14-511-82 Used for sporulation
96 well frogger V&P Scientific VP407 needed for step 1.2
library copier V&P Scientific VP381 needed for step 1.2; to be used with the frogger
rectangular petri dish ThermoScientific 264728 needed for step 1.2
Bacto Peptone BD 211677 needed for media
Yeast Extract BD 212750 needed for media
Bacto Agar BD 212750 needed for media
Dextrose Fisher D16-3 needed for media
Potassium Acetate Fisher P171-500 needed for media
Glycerol Fisher G33-500 needed for media
Black 96 well glass bottom plate MatTek PBK96G-1.5.5-F needed for step 2.4

References

  1. Marston, A. L. Chromosome segregation in budding yeast: sister chromatid cohesion and related mechanisms. Genetics. 196 (1), 31-63 (2014).
  2. Keeney, S., Lange, J., Mohibullah, N. Self-organization of meiotic recombination initiation: general principles and molecular pathways. Annu. Rev. Genet. 48, 187-214 (2014).
  3. Granek, J. A., Kayikci, O., Magwene, P. M. Pleiotropic signaling pathways orchestrate yeast development. Curr. Opin. Microbiol. 14 (6), 676-681 (2011).
  4. Broach, J. R. Nutritional control of growth and development in yeast. Genetics. 192 (1), 73-105 (2012).
  5. Winter, E. The Sum1/Ndt80 transcriptional switch and commitment to meiosis in Saccharomyces cerevisiae. Microbiol. Mol. Biol. Rev. 76 (1), 1-15 (2012).
  6. Neiman, A. M. Sporulation in the budding yeast Saccharomyces cerevisiae. Genetics. 189 (3), 737-765 (2011).
  7. Padmore, R., Cao, L., Kleckner, N. Temporal comparison of recombination and synaptonemal complex formation during meiosis in S. cerevisiae. Cell. 66 (6), 1239-1256 (1991).
  8. Liti, G., et al. Population genomics of domestic and wild yeasts. Nature. 458 (7236), 337-341 (2009).
  9. McCusker, J. H., Haber, J. E. Efficient sporulation of yeast in media buffered near pH6. J. Bacteriol. 132 (1), 180-185 (1977).
  10. Codon, A. C., Gasent-Ramirez, J. M., Benitez, T. Factors which affect the frequency of sporulation and tetrad formation in Saccharomyces cerevisiae baker’s yeasts. Appl. Environ. Microbiol. 61 (2), 630-638 (1995).
  11. Elrod, S. L., Chen, S. M., Schwartz, K., Shuster, E. O. Optimizing sporulation conditions for different Saccharomyces cerevisiae strain backgrounds. Methods Mol. Biol. 557, 21-26 (2009).
  12. Börner, G. V., Cha, R. S. Analysis of yeast sporulation efficiency, spore viability, and meiotic recombination on solid medium. Cold Spring Harb. Protoc. 2015 (11), 1003-1008 (2015).
  13. Börner, G. V., Cha, R. S. Induction and analysis of synchronous meiotic yeast cultures. Cold Spring Harb. Protocols. (10), 908-913 (2015).
  14. Jones, G. M., et al. A systematic library for comprehensive overexpression screens in Saccharomyces cerevisiae. Nat. Methods. 5 (3), 239-241 (2008).
  15. Fleming, M. S., Gitler, A. D. High-throughput yeast plasmid overexpession screen. J. Vis. Exp. (53), e2836 (2011).
  16. Paulissen, S. M., Slubowski, C. J., Roesner, J. M., Huang, L. S. Timely Closure of the Prospore Membrane Requires SPS1 and SPO77 in Saccharomyces cerevisiae. Genetics. , (2016).
  17. Amberg, D. C., Burke, D., Strathern, J. N. . Methods in Yeast Genetics: A Cold Spring Harbor Labooratory Manual. , (2005).
  18. Parodi, E. M., Baker, C. S., Tetzlaff, C., Villahermosa, S., Huang, L. S. SPO71 mediates prospore membrane size and maturation in Saccharomyces cerevisiae. Eukaryot. Cell. 11 (10), 1191-1200 (2012).
  19. Nakanishi, H., de Los Santos, P., Neiman, A. M. Positive and negative regulation of a SNARE protein by control of intracellular localization. Mol. Biol. Cell. 15 (4), 1802-1815 (2004).
  20. Huang, L. S., Doherty, H. K., Herskowitz, I. The Smk1p MAP kinase negatively regulates Gsc2p, a 1,3-beta-glucan synthase, during spore wall morphogenesis in Saccharomyces cerevisiae. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 102 (35), 13431-13436 (2005).
check_url/54584?article_type=t

Play Video

Cite This Article
Paulissen, S. M., Huang, L. S. Efficient Sporulation of Saccharomyces cerevisiae in a 96 Multiwell Format. J. Vis. Exp. (115), e54584, doi:10.3791/54584 (2016).

View Video