異種タンパク質複合体-DNA相互作用研究のための改変酵母1ハイブリッドシステム
Summary
本明細書に記載の改変酵母一ハイブリッドアッセイは、任意の機能的ゲノミクス研究のための異種系におけるヘテロメリックタンパク質複合体-DNA相互作用を研究および検証するための古典的酵母一ハイブリッド（Y1H）アッセイの延長である。
Abstract
長年にわたって、酵母1ハイブリッドアッセイは、転写因子（TF）およびそれらのDNA標的などのタンパク質間の物理的相互作用の同定および確認のための重要な技術であることが証明されている。本明細書中に提示される方法は、Y1Hの基本概念を利用するが、標的DNAに結合するタンパク質複合体を研究し、検証するためにさらに修飾される。したがって、これは、改変酵母一ハイブリッド（Y1.5H）アッセイと呼ばれる。このアッセイは費用対効果が高く、通常の実験室環境で簡単に実施できます。異種システムを使用してもかかわらず 、記載された方法は、試験の任意のシステムで機能的ゲノミクス、特に植物ゲノミクスのためのそれらのDNA標的（単数または複数）に結合するヘテロメリックタンパク質複合体をテストし検証するための貴重なツールであり得ます。
Introduction
一般に、タンパク質-DNA相互作用を理解するために、Y1Hアッセイは実験室環境でうまく使用される好ましいシステムである1 。基本的なY1Hアッセイは、2つの成分を含む：a）レポータータンパク質をコードする遺伝子の上流に首尾よくクローニングされた目的のDNAを有するレポーター構築物; b）目的のTFと酵母転写活性化ドメイン（AD）との間に融合タンパク質を生成する発現構築物。目的のDNAは一般に「餌」と呼ばれ、融合タンパク質は「獲物」として知られている。過去数年間に、Y1Hアッセイの複数のバージョンが、独自の利点を備えた特定のニーズに合わせて開発されました2 。既存のY1Hアッセイは、一度に1つのタンパク質のDNAベイトとの相互作用を同定および確認するために首尾よく実施することができるが、ヘテロ二量体または多量体タンパク質-DNA相互作用を同定する能力は欠如している。
このアッセイの目的は、目的のタンパク質を活性化ドメイン（pDEST22：配列番号2）で発現させることであり、これは、標的DNA配列に結合する複数のタンパク質を同時に研究することを可能にする既存のY1Hの改変版である。 TF）と接触させ、酵母系において相互作用するタンパク質パートナー（pDEST32ΔDBD-TF）の存在下および/または非存在下でレポーターに融合した候補DNA領域の活性化を評価する。タンパク質は、標的の活性化のために必要とされる。これは、GATEWAYクローニング適合システムであり、従って、通常の実験室内で使用することが可能である。したがって、 インビトロでの分子および機能検証のためのそれらの可能なDNA標的に結合するタンパク質複合体を確認することは有利な戦略であるまたは任意のシステム。このようなタンデムアフィニティ精製などの現在の技術は、（TAP）の方法は高価であり、労働集約的であるが、大規模な3、4、5にタンパク質hetrocomplexesの検出を可能にします。この改変された酵母一ハイブリッドは、小規模の定期的な研究室で成功裏に実施することができ（ 図1 ）、費用対効果も高い。 Y1.5Hアッセイは、異種系を用いて共通のDNA標的に結合する多量体タンパク質複合体の役割を定義するという仮説を検証し検証するために、共同体全体の研究者を容易にすることができる。この知見に基づいて、この仮説は、好ましい研究系においてインビボで検証され得る 。最近、我々は、シロイヌナズナ6における開花を調節するためのTFの役割およびその作用様式を定義するためにこのアプローチを使用した6 。Protocol
1.構築およびレポータープラスミドの調製 大腸菌 （TOP10）を用いて、エントリーベクターへのさらなるクローニングのために分析される標的DNAのプロモーター領域/「フラグメント」（好ましくは約250〜500bp）をPCR増幅する。 以前8、9、10、11に記載のよ?…
Representative Results
関心対象のタンパク質を含む酵母細胞におけるDNA領域の同時形質転換のための一般的なプレートセットアップ手順（ 図2 ）。プレートのセットアップは、実験の必要性および試験されたDNA領域/フラグメントの数に従って改変することができる。プロトコールの5日後、よく増殖し陽性のプレートは図3のように見えるはずで?…
Discussion
既存のY1H標準手順は、そのDNA餌に結合する単一のタンパク質餌を同定するのに適している。種々の技術的改変により、既存のシステムは転写調節ネットワークを規定するために利用されている。しかし、TFは、2つ以上のTFまたはタンパク質を含む複合体の一部として機能することが知られており、TFの一部のみがDNAに結合することができる。タンパク質結合ドメインのみを有し、DNAに結合する…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
SS Wang、M. Amar、A. Gallaに原稿の批評を読んだことに感謝します。この刊行物で報告された研究は、受賞番号RO1GM067837およびRO1GM056006（SAKへ）の下、国立衛生研究所の国立総合医療研究所によって支持された。内容は著者の責任であり、必ずしも国立衛生研究所の公式見解を表すものではありません。
Materials
| pDEST22 vector | Invitrogen | PQ1000101 | Pro-Quest Two hybrid system kit |
| pDEST32delatDBD | Invitrogen | PQ1000102 | Pro-Quest Two hybrid system kit; this vecor is modified. It is pDEST32 minus DNA binding Domain |
| pENTR/D-TOPO Cloning Kit | Invitrogen | K240020 | |
| YM4271 Strain | Clontech | K1603-1 | MATCHMAKER One-Hybrid System |
| pEXP-AD502 | Invitrogen | PQ1000101 | Pro-Quest Two hybrid system kit |
| GATEWAY LR Clonase II enzyme mix | Invitrogen | 11791020 | |
| YPDA media | Clontech | 630410 | |
| SD-Agar | Clontech | 630412 | |
| SD minimal media | Clontech | 630411 | |
| Uracil DO Supplement | Clontech | 630416 | |
| Tryptophan Do Supplement | Clontech | 630413 | |
| Tris Base | Fisher Scientific | BP152-1 | |
| EDTA | Fisher Scientific | S311-500 | |
| LiAc | Sigma-Aldrich | L4158 | |
| Saplmon Sperm (10mg/ml) | Invitrogen | 15632011 | |
| 96 well round bottom Plate | Greiner bio-one | 650101 | |
| PEG3350 | Sigma-Aldrich | 1546547 | |
| 96-deep well block | USA Scientific | 1896-2000 | |
| Sealable Foil | USA Scientific | 2923-0110 | |
| Araseal | Excel Scientific | B-100 | |
| 2-mercaptoethanol | Fisher Scientific | 034461-100 | |
| ONPG | Sigma-Aldrich | 73660 | |
| Na2CO3 | Sigma-Aldrich | 223484 | |
| Na2HPO4 | Sigma-Aldrich | S3264 | |
| NaH2PO4 | Sigma-Aldrich | S3139 | |
| KCL | Fisher Scientific | BP366-500 | |
| MgSO4 | Sigma-Aldrich | 83266 | |
| HCL | Fisher Scientific | SA54-4 | |
| Drybath | Thermo Fischer | ||
| Voretx | Thermo Fischer | ||
| Centrifgue | Eppendorf | Centrifuge 5810R | |
| Plate Reader | Molecular Device | SPECTRAMAX PLUS Microplate Spectrophotometer | |
| Incubator | Thermo Fisher | Model No. 5250- 37 Degree, 6250-30 degrees | |
| Shaker Incubator | New Brunswick | ||
| Water Bath | Thermo Fisher | IsoTemp 205 | |
| Puncher | |||
| 50 ml Falocn | BD Falcon | ||
| Beaker | Nalgene | ||
| Flask | Nalgene | ||
| Petriplates (150mm) | Greiner bio-one |
References
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Cite This Article
Tripathi, P., Pruneda-Paz, J. L., Kay, S. A. A Modified Yeast-one Hybrid System for Heteromeric Protein Complex-DNA Interaction Studies. J. Vis. Exp. (125), e56080, doi:10.3791/56080 (2017).