January 26th, 2017
Saccharomyces cerevisiaeの内因性位置でヒストン遺伝子の突然変異を生成するための戦略が提示されます。
この手順の全体的な目標は、出芽酵母細胞の内因性染色体位置でヒストン遺伝子に特定の変異を生成することです。この方法は、DNA転写など、クロマチンを基質として使用するさまざまなプロセスにおける特定のヒストン残基の寄与をあらゆる組み合わせで決定するために使用できます。この技術の主な利点は、酵母では各ヒストンタンパク質が2つの高度に相同な非対立遺伝子によってコードされているという事実にもかかわらず、特定のヒストン遺伝子を突然変異誘発の標的にできることです。
標的ヒストン遺伝子をノックアウトしてURA3に置換した酵母株を作製した後、標的ヒストン遺伝子の部分的に重なる2つのフラグメントに対して、遺伝子の前半に対して以下の反応を設定することにより、PCR産物を作製します。遺伝子の後半については、異なるプライマーを使用して同様のPCR反応を設定します。反応液をサーモサイクラーに入れ、次のプログラムを設定します。
20〜50マイクロリットルのPCR反応を、TBEバッファー中の0.9%低融点アガロースゲルで実行します。次に、清潔なカミソリの刃を使用してPCR産物をゲルから切り取り、各切片を1.5ミリリットルのチューブに移します。アガロース片は、使用する準備ができるまで摂氏20度で保管します。
フルサイズのPCR産物を生成するためのPCR反応用のテンプレートDNAを調製するには、アガロース切片を摂氏65度のヒートブロックで5分間溶かします。1〜2分ごとにチューブを渦巻きにして、溶けるのを助けます。各サンプルから一定量の溶融アガロースを1本の微量遠心チューブに移し、ボルテックスしてチューブを混合します。
これを融合PCRのテンプレートとして使用し、使用するまで摂氏20度で保存します。フルサイズのPCR産物を大量に増幅するには、以下の試薬を用いて6つのPCR反応を設定します。チューブをサーモサイクラーにセットし、以下の設定で反応を実行します。
PCR産物を沈殿によって濃縮し、テキストプロトコルに従ってバックボーンプラスミドとの共形質転換に使用します。PCR産物の統合によるURA3遺伝子の喪失をスクリーニングするには、プレートの蓋を取り外し、コロニーを含むプレートを滅菌ベルベットに押し付けて、プレート1から20までのプレート細胞を複製します。ベルベットのプレートを押して、ベルベットから5-FOAプレートに細胞を移します。
プレートを摂氏30度で2日間インキュベートします。次に、プレートの成長を注意深く検査します。テキストプロトコルに従ってYPDプレート上で候補コロニーをストリーキングおよびインキュベートした後、各YPD精製プレートを新鮮なYPDプレート、URA3遺伝子の損失をチェックするためのウラシルを欠くドロップアウトプレート、およびバックボーンプラスミドの有無を監視するための2番目のドロップアウトプレートにレプリカプレートします。
インキュベーション後、各候補サンプルから、YPDプレート上で増殖しているが、どちらのドロップアウトプレートでも増殖していないコロニーを同定します。これらのコロニーを新鮮なYPDプレートに再充填します。テキストプロトコルに従ってPCRを使用して変異対立遺伝子を適切に統合するために言うように。
この図は、所望の変異を持つ2つの部分的に重複するHHT2フラグメントを生成し、最終的にAGAからGAAへのコドン変化がR53E変異を生成するPCR結果を示しています。ここには、フルサイズのPCR産物を生成した融合PCR反応の結果が示されています。フルサイズのPCR産物には、HHT2オープンリーディングフレームの上流および下流の領域にそれぞれ相同な195および220の塩基対領域が含まれ、相同組換えを促進しました。
この形質転換の例では、フルサイズのPCR産物をHIS-3マークプラスミドと共形質転換し、ヒスチジンを欠くプレート上で形質転換体を選択しました。その後、HIS陽性コロニーは5-FOA耐性についてスクリーニングされました。候補の例と、目的の統合イベントを表す可能性が低いサンプルを示します。
12の候補サンプルを同定し、URA3遺伝子を変異型PCR産物に置き換えるためのPCR分析を行いました。4つの候補は、正しい位置にPCR産物が組み込まれていることを示しました。これらの候補の 1 つがレーン 4 に示されています。
AG2GA変異は新たなEcoR1制限部位を生成するため、成功した統合PCRサンプルの1つでEcoR1による消化を行い、変異体配列が実際にゲノムに組み込まれていることを実証しました。すべての試薬が利用可能になると、時間枠または15〜20日以内に、目的のヒストン変異を持つ酵母細胞を取得できるはずです。宿主株に所望の変異が生成されると、変異原性遺伝子のみから標的ヒストンタンパク質を発現する細胞を適切な遺伝子交配を通じて得ることができる。
この手順を試行する際には、実験で使用される特定のプライマーの性質とPCR産物の予想されるサイズに基づいて、PCR反応の周囲を調整する必要がある場合があることを覚えておくことが重要です。この手順は、2番目の高度に相同な非対立遺伝子の存在にもかかわらず特定のヒストン遺伝子を標的とすることができるため、ヒストン遺伝子の突然変異誘発によく適していますが、他のゲノム位置で突然変異を生成するためにも使用できます。このビデオを見れば、PCRアプローチと酵母遺伝学技術の組み合わせを使用して、出芽酵母で標的NC2ヒストン変異を生成する方法について十分に理解できるはずです。
UV光にさらされると非常に危険である可能性があるため、UVトランスイルミネーターを使用するときは、保護メガネ、シールド、および衣服を常に使用する必要があることを忘れないでください。また、手順のほとんどのステップで手袋、ゴーグル、防護服を着用してください。
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この記事では、Saccharomyces cerevisiaeの内在染色体位置におけるヒストン遺伝子の特定の変異を生成する方法を紹介します。この技術により、研究者はDNA転写などのクロマチン関連プロセスにおける特定のヒストン残基の役割を調査することができます。
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