$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
وقد تم تطوير نماذج proteinopathy الخميرة للاضطرابات misfolding البروتين بما في ذلك التصلب الضموري الجانبي (ALS) ومرض باركنسون (PD) 1-3. التعبير عن البروتينات TDP-43 والفتح الرباطي، الذي misfold في مرضى ALS، هي سامة وmislocalize لتشكيل المجاميع حشوية في الخميرة 1،2. وبالمثل، فإن التعبير عن α-synuclein (α-SYN)، والذي تورط في PD، غير سامة وmislocalizes لتشكيل المجاميع حشوية في الخميرة 3. هذه الميزات ألخص الظواهر في المرضى الذين يعانون من هذه الاضطرابات 4،5. وبالتالي، نماذج الخميرة توفر منبرا مفيدا لفحص للبروتينات أو الجزيئات الصغيرة التي منع أو عكس هذه الظواهر 2،6-13. ونحن مهتمون في تطوير بروتينات قادرة على عكس التجميع وسمية بسبب TDP-43، الفتح، وα-SYN. ونحن نركز على Hsp104، وهو AAA + البروتين من الخميرة قادرة فريد من تجزئة البروتينات سواء الابالمجاميع غير متبلور أوم واميلويد في الخميرة، إلا أنه لا يوجد لديه نديد البشري 14،15. يتم ضبطها بدقة Hsp104 إلى تفصيل البريونات الخميرة الذاتية وليس لديها سوى قدرة محدودة على تفصيل ركائز المتورطين في أمراض الاعصاب الإنسان، وهو ما لم يصادف عادة 16،17. وبالتالي، فإننا نهدف إلى مهندس إصدارات محسنة من Hsp104 التي تكون قادرة على تفصيل هذه ركائز الإنسان بشكل فعال. للقيام بذلك، ونحن بناء مكتبات كبيرة من Hsp104 المتغيرات باستخدام عرضة للخطأ PCR. هذه المكتبات يمكن عرضه باستخدام نماذج الخميرة proteinopathy 17. اعتمدنا نهجا المستهدفة المجال إلى بناء وفحص والمكتبات، كما Hsp104 هي كبيرة جدا 17. ركزنا في البداية على المجال المتوسط (MD) من Hsp104 17، على الرغم من نهج مماثلة يمكن استخدامها لفحص المجالات الأخرى. هذه النماذج تمكين الكشف عن النشاط disaggregase مباشرة، بدلا من تقنيات بديلة مثل سطح الشاشة، والتي هي بقيةricted لاستخدامها لمراقبة ملزمة 18.
ويستند بروتوكول لدينا على خطوتين الفرز (الشكل 1). أولا، يتم اختيار المتغيرات Hsp104 التي تقمع سمية الركيزة المرض في الخميرة. للقيام بذلك، وHsp104 المتغيرات وcotransformed من الأمراض المرتبطة الركيزة في Δ hsp104 الخميرة. نحن توظيف Δ hsp104 الخميرة لاستكشاف الفضاء تسلسل Hsp104 في غياب البرية من نوع (WT) Hsp104 17. الأهم من ذلك، حذف Hsp104 لا يؤثر α-SYN، الفتح، أو TDP-43 سمية في الخميرة، والتعبير عن Hsp104 WT يوفر الحد الأدنى الإنقاذ 1،13،17. ثم يتم مطلي الخميرة على حمل وسائل الإعلام للحث على التعبير عن كل من البروتينات. الخميرة إيواء Hsp104 المتغيرات التي تقمع سمية النمو الركيزة تتداول المرتبط المرض للمستعمرة. ويتم اختيار هذه المتغيرات لمزيد من التحليل، في حين أن المستعمرات الحفاظ على المتغيرات التي لا قمع سمية يموت. ومع ذلك،ايجابيات كاذبة هي مشكلة كبيرة في هذه الشاشة. التعبير عن TDP-43، الفتح، وα-SYN شديدة السمية، مما يخلق ضغط انتقائي قوي لظهور المكثفات الوراثية عفوية سمية لا علاقة لها البديل Hsp104 يجري التعبير عنها. وبالتالي، فإننا قد استخدمت شاشة الثانوية التي هي أيضا إنتاجية عالية نسبيا للقضاء على هذه المكثفات سمية غير محددة 17. في هذه الشاشة الثانوية، ويتم التعامل مع الخميرة اختيار 5-Fluorootic حمض (5 FOA) لمواجهة حدد لالبلازميد Hsp104 19. ثم يتم تقييم السلالات لالركيزة (TDP-43، الفتح، أو α-SYN) سمية عن طريق اكتشاف فحص للتأكد من أن يتم استعادة سمية الركيزة بعد فقدان البلازميد Hsp104. وبالتالي، الخميرة التي يتم استعادة سمية في هذه شاشة عرض ثانوية يفترض أصلا سمية قمع بسبب وجود البديل Hsp104. وتتم تسمية هذه الخميرة باسم 'يضرب' ويجب أن يكون البلازميد ثم Hsp104تعافى والتسلسل لتحديد الطفرات في الجين Hsp104 17 (الشكل 1). وينبغي بعد ذلك إعادة تأكيد أي إصابات عن طريق بناء الطفرة بشكل مستقل باستخدام الطفرات موقع الموجه ثم إعادة الاختبار لقمع سمية. التطبيقات المحتملة لهذا البروتوكول واسعة. باستخدام هذه الأساليب، يمكن فرزهم المكتبات من أي نوع من البروتين للمتغيرات التي تقمع سمية من أي بروتين الركيزة التي هي سامة في الخميرة.