Expériences d’optogénétique à haut débit dans la levure à l’aide de la plateforme automatisée Lustro
August 4th, 2023
Ce protocole décrit les étapes de l’utilisation de la plate-forme automatisée Lustro pour effectuer une caractérisation à haut débit des systèmes optogénétiques chez la levure.
Différents appareils tels que des bioréacteurs et des illuminateurs à plaques à micropuits sont actuellement disponibles. Les bioréacteurs offrent une résolution temporelle fine, mais leur débit est limité. Les dispositifs à plaques Microwell offrent un débit plus élevé, mais manquent d’automatisation pour un enregistrement fiable des sorties au fil du temps.
Lustro offre une caractérisation fiable et à haut débit des systèmes optogénétiques en temps réel. Il peut également s’interfacer avec des tests qui peuvent être effectués par des robots manipulateurs de liqui. Les systèmes optogénétiques sont un outil attrayant en raison du contrôle spatial et temporel fin qu’ils offrent sur le comportement cellulaire.
La capacité de concevoir, de construire et de tester des systèmes optogénétiques plus rapidement ouvrira la voie à une meilleure compréhension et à un meilleur contrôle du comportement biologique.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Aperçu
Ce protocole décrit les étapes pour utiliser la plateforme automatisée Lustro afin de réaliser la caractérisation à haut débit des systèmes optogénétiques chez la levure. Lustro offre une caractérisation fiable et efficace en temps réel, en interface avec des robots de manipulation de liquides pour une automatisation accrue.
Composants clés de l'étude
Domaine de la science
- Optogénétique
- Dépistage à haut débit
- Systèmes modèles de levure
Contexte
- Les systèmes optogénétiques permettent un contrôle précis du comportement cellulaire.
- Les dispositifs actuels incluent des bioréacteurs et des illuminateurs de plaques à micropuits.
- Les bioréacteurs offrent une résolution temporelle fine mais un débit limité.
- Les dispositifs de plaque à micropuits offrent un débit plus élevé mais manquent d'automatisation.
Objectif de l'étude
- Utiliser Lustro pour la caractérisation à haut débit des systèmes optogénétiques.
- Améliorer l'automatisation dans l'enregistrement des sorties au fil du temps.
- Augmenter l'efficacité des essais effectués avec des robots de manipulation de liquides.
Méthodes utilisées
- Utilisation de la plateforme Lustro pour la caractérisation.
- Intégration avec des robots de manipulation de liquides pour l'automatisation des essais.
- Surveillance en temps réel des systèmes optogénétiques.
- Comparaison avec les méthodes traditionnelles de bioréacteur et de plaque à micropuits.
Résultats principaux
- Lustro fournit une caractérisation fiable des systèmes optogénétiques.
- Les capacités à haut débit surpassent les méthodes traditionnelles.
- L'enregistrement des données en temps réel améliore la précision expérimentale.
- L'automatisation réduit l'intervention manuelle et les erreurs.
Conclusions
- Lustro est un outil efficace pour les études optogénétiques à haut débit.
- L'automatisation améliore significativement les flux de travail expérimentaux.
- Les applications futures peuvent s'étendre à d'autres systèmes biologiques.
Questions fréquemment posées
Executive Industry Relevance
High-throughput optogenetics in yeast, enabled by the Lustro platform, addresses the bottleneck of iterative design-build-test cycles in synthetic biology and gene circuit engineering. By automating light stimulation and quantitative readouts, Lustro enhances predictive confidence and accelerates early discovery inflection points for programmable cell systems. This capability supports portfolio-wide evaluation of optogenetic constructs, reducing cycle time and resource intensity in R&D pipelines.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables rapid interrogation of gene circuit function under controlled light conditions.
- Supports biological de-risking by quantifying optogenetic response dynamics across multiple constructs.
- Facilitates functional target validation through precise, programmable stimulation and measurement.
- Improves predictive confidence for advancing synthetic biology assets.
Screening & Assay Development
- Automates preparation and stimulation of yeast strains for standardized, reproducible assays.
- Delivers high-throughput, quantitative fluorescence and growth measurements for robust screening.
- Enables scalable evaluation of optogenetic system parameters such as duty cycle and intensity.
- Supports reliable compound or construct assessment in multiplexed formats.
Translational & Preclinical Research
- Aligns optogenetic system performance with disease-relevant cellular behaviors when applicable.
- Provides continuity from discovery to preclinical validation for programmable gene expression systems.
- Reduces mechanistic ambiguity by linking light input to quantitative phenotypic outputs.
Pipeline & Workflow Integration
Lustro integrates into the discovery-to-lead identification continuum by automating optogenetic system characterization and enabling data-driven construct selection for downstream development.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing and pathway clarification via programmable light stimulation and real-time measurement.
- Screening: Delivers assay-ready, reproducible, and quantitative outputs for construct triage.
- Analytics: Provides time-resolved fluorescence and growth data to compare optogenetic responses across conditions.
- Translational Research: Facilitates continuity for programmable systems advancing toward preclinical models.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable automation platform for iterative synthetic biology workflows.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic uncertainty in optogenetic system development.
- Operational Value: Standardizes and scales optogenetic assays, minimizing manual intervention and error.
- Strategic Value: Accelerates go/no-go decisions and optimizes resource allocation across synthetic biology portfolios.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization of programmable cell system assets.
Implementation Considerations
- Requires expertise in optogenetics, automation programming, and quantitative assay design.
- Depends on integrated instrumentation: illumination device, plate reader, shaker, and robotic arm.
- Demands cross-team standardization of protocols and data formats for reproducibility.
- Adaptation to other model systems may require hardware and protocol modifications.
- Throughput and assay complexity are limited by platform configuration and plate format.
