تعد إضافة علامة إلى البروتين طريقة قوية لاكتساب نظرة ثاقبة لوظيفته. هنا ، نصف بروتوكولا لوضع علامات داخلية على المئات من بروتينات المثقبية البروسية بالتوازي بحيث يمكن تحقيق علامات مقياس الجينوم.
مقالة منهجية
تعد إضافة علامة إلى البروتين طريقة قوية لاكتساب نظرة ثاقبة لوظيفته. هنا ، نصف بروتوكولا لوضع علامات داخلية على المئات من بروتينات المثقبية البروسية بالتوازي بحيث يمكن تحقيق علامات مقياس الجينوم.
أدت التحسينات في قياس الطيف الكتلي والتسلسل والمعلوماتية الحيوية إلى إنشاء مجموعات بيانات كبيرة من الجينات التي يحتمل أن تكون مثيرة للاهتمام. يمكن أن يعطي وضع علامات على هذه البروتينات نظرة مستقبلية حول وظيفتها من خلال تحديد توطينها داخل الخلية وتمكين تحديد شريك التفاعل. لقد نشرنا مؤخرا طريقة سريعة وقابلة للتطوير لتوليد خطوط خلايا المثقبية البروسية التي تعبر عن بروتين موسوم من الموضع الداخلي. استندت الطريقة إلى البلازميد الذي أنشأناه والذي ، عندما يقترن ب PCR التمهيدي الطويل ، يمكن استخدامه لتعديل جين لتشفير بروتين تم وضع علامة عليه في أي من النهاية. يسمح ذلك بوضع علامات على العشرات من بروتينات المثقبيات بالتوازي ، مما يسهل التحقق على نطاق واسع من الجينات المرشحة ذات الأهمية. يمكن استخدام هذا النظام لتمييز البروتينات للتوطين (باستخدام بروتين فلوري أو علامة حاتمة أو علامة مجهر إلكتروني) أو الكيمياء الحيوية (باستخدام علامات للتنقية ، مثل علامة TAP (تنقية التقارب الترادفي)). هنا ، نصف بروتوكولا لإجراء PCR التمهيدي الطويل والتثقيب الكهربائي في ألواح 96 بئرا ، مع استرداد واختيار المثقبيات المعدلة وراثيا التي تحدث في ألواح 24 بئرا. مع سير العمل هذا ، يمكن تمييز مئات البروتينات بالتوازي. هذا هو التحسين من حيث الحجم لبروتوكولنا السابق وأصبح وضع علامات على مقياس الجينوم ممكنا الآن.
المثقبية البروسية هو طفيلي المسبب trypanosomasis افريقيا البشرية وناغانا في الماشية. ت. البروسية هو كائن حي مثالية لتحليل وظيفة البروتين بسبب مزيج من العوامل الوراثية ذات جودة عالية، والعديد من البروتينات ومجموعات البيانات transcriptomics والأدوات الجزيئية متطورة 1-3. وقد أدى التقدم في البروتينات والتسلسل في مجموعات كبيرة من البيانات التي تبرز يحتمل أن تكون جينات مثيرة للاهتمام 4-6. ومع ذلك، فإن العديد من الجينات لديهم الحد الأدنى من المعلومات المرتبطة بها في قواعد البيانات الموجودة. ولذلك هناك حاجة إلى طريقة الإنتاجية العالية للمساعدة توصيف وظيفي البروتين.
التعبير عن بروتين الموسومة يمكن أن تعطي تعدد الرؤى إلى وظيفة البروتين و. على سبيل المثال، وهو بروتين الموسومة ب بروتين فلوري أو حاتمة يمكن أن تكون مترجمة بواسطة المجهر مضان، الذي يعطي معلومات عن مكان وجود بروتعين يمكن ممارسة التأثير البيولوجي. بدلا من ذلك، وهو بروتين ذات الكلمات الدلالية مع TAP 7، 8 HaloTag أو علامة يمكن ان يكون له تنقيته لفحوصات الكيمياء الحيوية وتحديد الشركاء تفاعلها.
وضعنا مؤخرا منهجية وضع علامات قوية لT. البروسية 9. تستخدم هذه التمهيدي طويلة PCR لتوليد الحمض النووي لترنسفكأيشن ويسمح وضع علامات على العشرات من البروتينات في موازاة - تحسنا كبيرا على البروتوكولات الحالية. ونحن قد تحسنت الآن قابلية هذا البروتوكول في أشكال procyclic بأمر من حجمها. هنا، نقدم طريقة لدينا حيث أننا أداء PCR وترنسفكأيشن في لوحات 96-جيدا، مع انتعاش واختيار تحدث في 24 لوحات جيدا. كما يمكن الآن الموسومة مئات من البروتينات بشكل متواز وهذه الطريقة توفر وسيلة فعالة من حيث التكلفة وقابلا للعلامات الجينوم المثقية بأكمله.
1. 96-جيدا طويل التمهيدي PCR
2. التحقق من صحة 96-جيدا طويل التمهيدي PCR
3. ترنسفكأيشن 96-جيدا
في هذا ترنسفكأيشن التمثيلي، وقد صممت الاشعال باستخدام البرنامج النصي TagIt بيرل 9 و تصنيعه تجاريا. تم إجراء 96-جيدا PCR والتحقق من صحتها كما هو موضح (الشكل 1A)؛ في هذا المثال، كانت 95/96 تقارير إنجاز المشروعات الناجحة (الشكل 1B). في تجربتنا، وتكرار ردود الفعل فشلت إما مع الاشعال الأصلية أو توليفها إعادة الاشعال لا يؤدي إلى PCR ناجحة.
تم نقل amplicons في لوحات Electroporation لل96-جيدا ل electroporation (الشكل 2A)، ثم نقل إلى لوحات ثقافة 24-جيدا للانتعاش والاختيار. بعد ما يكفي من الوقت للسماح التحديد إلى أن يحدث، وسجل الآبار من أجل البقاء قبل إجراء مزيد من التحليل. في هذا المثال، كانت 88/96 بئرا (92٪) إيجابية بعد اختيار 15 يوما.
الشكل 1: التحقق من التمهيدي طويلة PCR (A) نمط لنقل المنتجات PCR من 96-جيدا لوحة PCR على هلام الاغاروز للتأكد من صحة PCR. (ب) 96-PCR جيدا هلام التحقق من صحة التمثيل لوضع علامات على 95 الجينات على محطة N، و 1 amplicon التي لا تحتوي على 5 "التي تستهدف تناظر ليكون بمثابة سيطرة سلبية في ترنسفكأيشن. يتم تحميل العينات على 1٪ (ث / ت) هلام الاغاروز وحلها في 100 فولت لمدة 30 دقيقة. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 2: 96-جيدا Electroporation للواختيار (A) نمط لنقل خلايا electroporated من 96 جيدا بلات Electroporation لل.ه لوحات زراعة الأنسجة 24-جيدا. (ب) رسم تخطيطي يظهر الحي / الميت التهديف نموذجي بعد 15 يوما من التحديد في 24 لوحات جيدا. يمثل اللون الأخضر على ترنسفكأيشن ناجحة، يمثل الرمادي جيدا مع الخلايا الميتة فقط. في هذا المثال، 88/96 (92٪) من الآبار الواردة الطفيليات transfected بنجاح. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
وقد وفرت تحسينات كبيرة في حساسية البروتينات وطرق transcriptomics في 5-10 سنوات الماضية بيانات قيمة عن الآلاف من الجينات ومنتجاتها. ومع ذلك، فإن أدوات للتصدي لها وظيفة هذه البروتينات لا تواكب.
وضع علامات على بروتين يسهل العديد من التجارب لتحديد وظيفتها. على سبيل المثال، وهو بروتين يمكن أن تنصهر لبروتين فلوري في مجموعة متنوعة من الألوان المختلفة لتسهيل توطين وشارك في توطين الدراسات. الكلمات وضعت لالمجهر الإلكتروني، مثل APEX2 أو miniSOG 11،12، تسمح توطين التركيبية للبروتين الكلمات الدلالية. الكلمات الدلالية لالكيمياء الحيوية، مثل علامة TAP، وProtC-TEV-ProtA (PTP) علامة 7،13 تسمح تنقية المجمعات المرتبطة البروتين لتحديد الشركاء ملزمة أو في فحوصات البيوكيميائية في المختبر.
الخطوات المحددة التي تعتبر بالغة الأهمية لنجاح protocرأ هي: إدماج DMSO في مزيج PCR ماستر 1، تجميد PCR ميكس ماجستير 1 قبل إضافة ميكس ماستر 2، واستخدام البلمرة التجاري في ميكس ماجستير 2 وتعديل المخزن المؤقت cytomix Electroporation لل. في تجربتنا، فمن الضروري استخدام ضعف عدد الخلايا للC تعداء محطة العلامات بالنسبة للN تعداء محطة العلامات من أجل تحقيق نسبة مماثلة من الآبار إيجابية. لذلك، يجب أن يتم تنفيذ جميع الخطوات كما هو موضح.
ومن المرجح فقط أن تكون ناجحة عندما transfecting والحشرات procyclic شكل المثقية هذه التقنية. أشكال مجرى الدم لديهم أقل كفاءة ترنسفكأيشن 14، وعلاوة على ذلك فهي عرضة للوفاة خلال اختيار نظرا لسمية التي تعتمد على كثافة أن لا علاقة للدواء انتقائية. وبالتالي، يمثل بروتوكول لدينا السابق أفضل التقنيات الحالية لوضع علامات على شكل المثقبيات مجرى الدم 9. ومن المرجح أيضا أن العابرةوكفاءة الخمج (العدوى) تختلف يعتمد على عزل المثقية محددة. وكان محسن هذا البروتوكول باستخدام 927 SMOX أشكال procyclic - سلالات أخرى قد تتطلب التحسين إضافية. التدابير التي قد تزيد من احتمال النجاح وتشمل: زيادة كمية PCR amplicon، وزيادة عدد الخلايا المدرجة في ترنسفكأيشن.
ونحن نقدم وسيلة حيث مئات من البروتينات يمكن الموسومة بشكل متواز. وهذا سيسهل دراسات واسعة النطاق على توطين والتفاعل، واستكمال قواعد البيانات الكبيرة القائمة وتوفير معلومات لا تقدر بثمن للمجتمع. هي قوالب التمهيدي متوفرة عند الطلب وقائمة قوالب البلازميدات هو متاح من: http://www.sdeanresearch.com/
ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.
SD مدعومة بزمالة السير هنري ويلكوم [092201 / Z / 10 / Z]. تم تمويل هذا العمل من خلال منح Wellcome Trust [WT066839MA] [104627 / Z / 14 / Z [108445 / Z / 15 / Z] للبروفيسور كيث جول. نود أن نشكر البروفيسور كيث جول على المحادثات والرؤى المفيدة.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| Oligonucleotide | Life | na | desalt فقط (لا تستخدم تنقية إضافية) |
| DMSO | Roche | المضمنة مع حزمة Expand HiFi | يجب أن تكون بدرجة PCR |
| dNTP | أي سمعة طيبة | ||
| Expand HiFi polymerase | Roche | 11759078001 | |
| BTX ECM830 | Harvard Apparatus | Electroporator | |
| HT-200 معالج الألواح | هارفارد | HT-200 | يتعامل مع الألواح الكهربائية ذات 96 بئرا |
| MOS 96 ELECTROPLATE 4 مم | Harvard Apparatus | 45-0452 | Electroplate ل 96 بئر |
| Blasticidin S Hydrochloride | Melford | 3513-03-9 | |
| Hygromycin b Gold | Invivogen | ant-hg-1 | |
| Phleomycin | Melford | P0187 | |
| 225 سم قارورة TC ، رقبة معلقة ، غطاء فينولي | Appletonwoods | BC006 | |
| 24 لوحة ثقافة بئر | Appletonwoods | BC017 | |
| Eppendorf & reg ؛ مبرد PCR ، نظام تخزين بارد بدون ثلج ل 96 لوحة بئر وأنابيب PCR | Sigma Aldrich | Z606634-1EA | |
| 96-well Multiply & reg ؛ لوحة PCR مع تنورة جانبية | Sarstedt | 72.1979.203 |
طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه
طلب إذن