כאן אנו מציגים שיטה חסכונית להגדרת אינטראקציות כימיות-גנטיות בשמרים ניצנים. הגישה בנויה על טכניקות בסיסיות בביולוגיה מולקולרית של שמרים ומתאימה היטב לחקירה מכניסטית של אוספים קטנים עד בינוניים של כימיקלים וסביבות מדיה אחרות.
כאן אנו מציגים שיטה חסכונית להגדרת אינטראקציות כימיות-גנטיות בשמרים ניצנים. הגישה בנויה על טכניקות בסיסיות בביולוגיה מולקולרית של שמרים ומתאימה היטב לחקירה מכניסטית של אוספים קטנים עד בינוניים של כימיקלים וסביבות מדיה אחרות.
קביעת מצב פעולה של כימיקלים ביו-אקטיביים היא עניין למגוון רחב של אקדמיות, תרופות, ומדענים תעשייתיים. Saccharomyces cerevisiae, או שמרי ניצנים, הוא מודל לeukaryote שאוסף של ~ 6000 מוטציות מחיקת גן וגן חיוני hypomorphic מלא מוטציות זמינות מסחרי. אוספים אלה של מוטציות יכולים לשמש כדי לזהות באופן שיטתי אינטראקציות כימיות-גן, גנים כלומר צורך לסבול כימי. מידע זה, בתורו, דיווחים על המצב הסביר של פעולה של המתחם. כאן אנו מתארים פרוטוקול לזיהוי המהיר של אינטראקציות כימיות-גנטית בשמרי ניצנים. אנו מדגימים את השיטה באמצעות הסוכן כימותרפיות 5-fluorouracil (5-FU), שבה יש מנגנון מוגדר היטב של פעולה. התוצאות שלנו מראות כי הנווד הגרעיני RNA אנזימי exosome ותיקון DNA נחוצים לשגשוג בנוכחות 5-FU, שעולה בקנה אחד עם מ 'קודםicroarray גישות המבוססות על קידוד בר כימיות גנטיות והידע ש5-FU משפיע לרעה על חילוף חומרים הן RNA ו- DNA. פרוטוקולי האימות המבוקשות למסכי תפוקה גבוהה אלה גם מתוארים.
הכלים ומשאבים זמינים באורגניזם המודל Saccharomyces cerevisiae הגנטיים אפשרו מחקרי גנומיקה התפקודית בקנה מידה גדולה שביחד מספקים תובנה חדשה איך גנים לתפקד כרשתות כדי למלא את הדרישות של מערכות ביולוגיות. אבן הפינה של כלים אלה הייתה היצירה המשותפת של סט שלם של מחיקות גן שאינו חיוניות של כל מסגרות הקריאה הפתוחה בשמרי 1,2. תצפית מדהימה הייתה שרק ~ 20% מגנים של שמרים נדרשים לכדאיות כאשר גדלו כhaploids בתנאי מעבדה סטנדרטיים. זה מדגיש את יכולתו של תא לחיץ נגד הפרעות הגנומי באמצעות הניצול של מסלולים ביולוגיים חלופיים. מוטציות גנטיות כי הן מבחינה אישית, אך קטלניות בשילוב, לאותת מסלולים ביולוגיים מקבילים מחוברים או מתכנסים ויוצרות רשתות אינטראקציה גנטיות המתארות פונקציה ביולוגית. עם התפתחותה של te המותנהאללים mperature רגישים וhypomorphic של גנים חיוניים הטכנולוגיה לא מוגבל למחקר של גנים שאינם חיוניים 3,4. מושג זה יושם בקנה מידה הגנומי לייצר מפת אינטראקציה גנטית משוחדת הממחישה את הגנים מעורבים בתהליכים תאיים דומים להתקבץ יחדיו 5.
הפרעות כימיות של רשתות גנטיות מחיקות גן לחקות (איור 1) 6. שאילתות תרכובות צמיחה מעכבת כנגד מערך צפיפות גבוהה של זני מחיקה לרגישות יתר מזהה פרופיל אינטראקציה כימית-גנטי, כלומר רשימה של גנים שנדרשו לסבול מתח כימי. כמו אינטראקציות גנטיות, מסכי בקנה מידה גדולה של ספריות כימיות הראו כי תרכובות עם מצב דומה של אשכול פעולה יחד 7. לכן, על ידי הקמת פרופיל האינטראקציה הכימית-גנטית של מתחם המצב של פעולה ניתן ללמוד על ידי השוואתו עם larאינטראקציה גנטית וכימית סינתטית ge בקנה המידה גנטית מערכי נתונים 8,9.
מסכי כימיים-גנטית בקנה מידה גדול, שבו עשרות רבות של תרכובות נחקרו, בוצעו על ידי מבחני תחרות ברקוד. בגישה זו, האוסף המשולב של זני מחיקה הוא גדל בהמוניהם לכמה דורות בנפח קטן של מדיה המכילה חומר כימי. מאז כל מוטציה מחיקת נמלים ברקוד גנטי ייחודי, את הכדאיות / הצמיחה של מוטציות בודדות בתוך הבריכה של זני מחיקה היא מעקב על ידי microarray או תפוקה גבוהה רצף 10.
הסיק כושר על ידי ניטור גודל מושבה של מוטציות ערוכות מבחינה פיזית גדלו על אגר מוצק המכיל תרכובת ביו-אקטיבית הוא גם שיטה יעילה לזיהוי אינטראקציות כימיות-גנטי 11,12. גישה זו מספקת חלופה חסכונית להקרנה מבוססת תחרות והוא גם מתאים למנסה לאמוד ספריות קטנות של כימיקלים.מתואר כאן היא מתודולוגיה פשוטה להפקת רשימה של אינטראקציות כימיות-גנטי בS. cerevisiae שאינו מסתמך על מניפולציות מולקולריות ביולוגיה או תשתיות. זה דורש רק אוסף שמרי מחיקה, מנגנון נעיצה רובוטית או ידני, ותוכנת ניתוח תמונה זמינה באופן חופשי.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הערה: העבודה הכללית של הליך זה מתואר באיור 2.
1. קביעת מינון צמיחה-מעכבת
2. מסך כימי גנטי שיטתי
3. צלחות הדמיה וניתוח נתונים
4. אישור של מסך
הערה: בשלב זה מוטציות כמה מחיקות שמרים את הציון רגישה כמו לכימי של עניין. אינטראקציות כימיות-גנטי אלה חייבים להיות מאומתים הבאות בשתי דרכים. ראשית את זהותו של זנים רגישים צריכה להיות מאושרת על ידי PCR. שנית, רגישות כימית חייבת להיות הבקיע באופן עצמאי. המפורטים להלן הוא פרוטוקול קצר לביצוע מבחני איתור כדי לאמת את רגישות יתר לחץ, טכניקה נפוצה בשמרי ביולוגיה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כאימות של גישה זו הופענו מסך נציג כימי גנטי אינטראקציה של 5-fluorouracil הסוכן כימותרפיות (5-FU) בעקבות הפרוטוקול שתואר לעיל. 5-FU ידוע לשבש synthase thymidylate כמו גם DNA ו- RNA חילוף חומרים 18. האינטראקציות הגנטיות הכימית של 5-FU היטב למדו ונחקרו על ידי טכניקות microarray השמרים ברקוד באמצעות שני אוספי מחיקה הטרוזיגוטיים והומוזיגוטים 8,19. כאן אנו מראים כי ניתן להשיג תוצאות דומות על ידי quantitation ההשוואתי של גודל מושבה מוטציה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מתואר כאן הוא גישה ליצירת פרופילי אינטראקציה כימית-גנטית. השיטה היא פשוטה: על ידי השוואת גדלי מושבה של כל זן באוספי מחיקת גן מקיפים בנוכחות והיעדרות של חומר כימי, כל הגנים הדרושים כדי לסבול עלבון כימי מזוהים. ניתוח העשרת ביאור של הרשימה של זנים רגישים וכתוצאה מכך לאחר מכן ניתן להשתמש כדי לספק תובנה למצב של פעולת כימיקלים. בעוד פרוטוקול זה כבר מותאם לשמרי ניצנים, זה גם יכול להיות מותאם לשימוש עם אוספים אחרים ערוכים חיידקי מחיקה, כגון E. אוסף coli Keio, אשר שמש בהצ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים מצהירים שאין להם אינטרסים פיננסיים מתחרים.
מחקר במעבדה CJN נתמך על ידי מענקים הפועלים מNSERC, הקנדי למלחמה בסרטן אגודת מכון המחקר (CCSRI), והשד הקנדי קרן למלחמה בסרטן (BC-יוקון סניף).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| תמצית שמרים | BioBasic | G0961 | למדיה נוזלית/מוצקה YEPD הוסף ל-1% ריכוז סופי (w/v) |
| אבקת טירפטון | BD Biosciences | 211820 | למדיה נוזלית/מוצקה YEPD הוסף ל-2% ריכוז סופי (w/v) |
| דקסטרוז | אנכימיה | 31096-380 | עבור מדיה נוזלית/מוצקה YEPD הוסף ל-2% ריכוז סופי (w/v) — אין לבצע חיטוי. הכן תמיסת מלאי של 20%, עקר מסנן והוסף למדיה לאחר החיטוי. |
| Agar A | Bio Basic | FB0010 | עבור מדיה מוצקה YEPD הוסף ל -2% ריכוז סופי (w/v) |
| G418 | A.G. Scientific Inc. | G-1033 | הכן מלאי פי 1,000 ב-200 מ"ג/מ"ל ב-dH2O ולעקר את המסנן. |
| צלחת 12 בארות | Greiner Bio One | 655180 | |
| צינורות תרבית 5 מ"ל | Evergreen Scientific | 222-2376-080 | |
| 10 ס"מ צלחת פטרי | VWR | 25384-302 | |
| ROTOR HDA | Singer Instruments | ROT-001 | רובוט הצמדת מערך מיקרוביאלי בעל תפוקה גבוהה |
| PLUSPLATE © פטרי דיש | זמר אינסטרומנטס | PLU-001 | קופסה של 200 כלים |
| 384 סיכות קצרות RePad | Singer Instruments | RP-MP-384 | קופסה של 1,000 רפידות |
| 1536 פינים קצרים RePad | Singer Instruments | RP-MP-1536 | קופסה של 1,000 רפידות |
| כלי הצמדה חלופיים: | |||
| מערכות רובטיות אוטומטיות לחלוטין | S& P רובוטיקה | http://www.sprobotics.com | מספר מערכות אוטומטיות לטיפול במושבות רוביטיות ודמיון זמינות. |
| כלי הצמדה ידניים | V& P Scientific | http://www.vp-scientific.com | כלים ואביזרים לשכפול כף יד. |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה