단백질-단백질 상호 작용과 같은 생체 분자의 상호 작용은 생물학적 기능의 분자 기초입니다. 특별히 관련 상호작용이 없는 상호작용 null/손상된 돌연변이를 분리할 수 있다면, 이 상호작용의 기능을 이해하는 데 크게 도움이 될 것입니다. 이 문서에서는 interaction-null/impaired mutant를 격리하는 효율적인 방법을 제시합니다.
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단백질-단백질 상호 작용과 같은 생체 분자의 상호 작용은 생물학적 기능의 분자 기초입니다. 특별히 관련 상호작용이 없는 상호작용 null/손상된 돌연변이를 분리할 수 있다면, 이 상호작용의 기능을 이해하는 데 크게 도움이 될 것입니다. 이 문서에서는 interaction-null/impaired mutant를 격리하는 효율적인 방법을 제시합니다.
단백질-단백질 상호 작용은 생물학적 현상의 기초가 되는 가장 기본적인 과정 중 하나입니다. 특정 단백질-단백질 상호 작용의 역할과 기능을 이해하는 가장 간단하고 좋은 방법 중 하나는 야생형(관련 단백질-단백질 상호 작용 포함)의 표현형과 관련 상호 작용이 없는 돌연변이의 표현형을 비교하는 것입니다. 따라서 이러한 돌연변이를 분리할 수 있다면 관련 생물학적 과정을 설명하는 데 도움이 될 것입니다. Y2H(yeast two-hybrid) 절차는 단백질-단백질 상호작용을 검출할 뿐만 아니라 상호작용-null/손상된 돌연변이를 분리하는 강력한 접근법입니다. 이 기사에서는 Y2H 기술을 사용하여 상호 작용 null/손상된 돌연변이를 격리하기 위한 프로토콜을 제시합니다. 첫째, polymerase chain reaction과 효율적인 seamless cloning 기술을 결합하여 mutation library를 구성하며, 이는 library에서 빈 vector를 효율적으로 제외합니다. 둘째, interaction-null/impaired mutants는 Y2H assay에 의해 스크리닝됩니다. Y2H 벡터의 속임수로 인해 프레임시프트 및 넌센스 돌연변이와 같은 원치 않는 돌연변이가 스크리닝 프로세스에서 효율적으로 제거됩니다. 이 전략은 간단하, 그러므로, 그의 상호 작용이 2 잡종 체계에 의해 검출될 수 있는 단백질의 어떤 조합든지에 적용될 수 있다.
생체 분자 간의 상호 작용은 생물학적 현상의 가장 기본적인 부분입니다. 단백질-단백질 상호 작용은 이러한 상호 작용의 중요한 부분을 구성합니다. 따라서 관심 단백질의 상호 작용 파트너를 식별하는 것은 관심 단백질/유전자의 기능을 추가로 설명하는 데 중요합니다. Y2H(yeast two-hybrid) 분석법은 생체 내단백질-단백질 상호작용을 식별하는 데 널리 사용되는 기법입니다 1. 이 시스템에서는 상호 작용을 테스트해야 하는 두 개의 단백질(X 및 Y)이 각각 DNA 결합(DB) 도메인과 전사 활성화 도메인(AD)에 융합됩니다. DB-X 융합 단백질은 DB 도메인의 인식 서열에 결합합니다. 따라서 단백질 X와 Y가 상호 작용할 때 AD-Y 융합 단백질은 인식 시퀀스의 근접성으로 들어옵니다. 결과적으로, 인식 서열의 다운스트림에 있는 리포터 유전자의 전사가 활성화됩니다. 따라서, 리포터 유전자 활성의 존재 또는 부재는 단백질-단백질 상호작용의 존재 또는 부재를 결정하는 데 사용될 수있다 1.
관심 단백질의 특정 상호작용 파트너가 확인되면 상호작용의 생물학적 기능을 규명하기 위해 추가 분석을 수행해야 합니다. 이를 위해 특정 단백질-단백질 상호 작용을 손상시키거나 제거하는 단백질의 돌연변이를 분리할 수 있다면 강력한 도구가 될 것입니다. Y2H 시스템은 야생형 '상호작용 양성' 클론을 시작으로 '상호작용 음성' 클론을 스크리닝하여 이러한 돌연변이를 직접 분리하는 데 사용할 수 있습니다. 이 과정을 가속화하기 위해 '역' Y2H(rY2H) 시스템이 개발되었습니다 2,3. rY2H 시스템에서 숙주 효모 균주는 리포터 유전자로 역선택 가능한 마커 유전자를 보유하며, 이는 효모 세포가 AD-Y 및 DB-X 단백질이 상호 작용하지 않을 때만 성장한다는 것을 의미합니다.
Y2H 및 rY2H 시스템 모두 상호 작용 음성 돌연변이의 분리를 허용하지만, 스크리닝을 통해 얻은 모든 후보 물질이 원하는 유형의 돌연변이(일반적으로 미센스 돌연변이)를 가지고 있지 않기 때문에 돌연변이를 분리하는 과정은 힘들다. 가장 심각한 문제는 후보 물질의 상당수가 프레임시프트 또는 말도 안 되는 돌연변이를 가지고 있다는 것이며, 원치 않는 클론을 배제하기 위해 웨스턴 블로팅을 수행해야 한다는 것입니다. 이 문제를 극복하기 위해 새로운 플라스미드 벡터가 개발되었다4. 이러한 벡터에서 약물 내성 마커인 KanMX는 DB 도메인 또는 AD의 프레임 밖 다운스트림에 위치합니다. marker gene은 관심 유전자가 삽입된 경우에만 DB domain 또는 AD와 함께 in-frame이 됩니다. 관심 유전자에 무작위 돌연변이가 도입되면 프레임 시프트 또는 넌센스 돌연변이와 같은 바람직하지 않은 돌연변이는 약물 내성 선별을 수행하여 쉽게 제거할 수 있으며, 바람직한 미센스 돌연변이를 가진 후보 물질은 Y2H 스크리닝4으로 쉽게 식별할 수 있습니다. 이 기사에서는 이 전략을 사용하여 관심 단백질의 interaction-null/impaired 돌연변이를 분리하는 프로토콜을 제시합니다.
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1. 돌연변이 도서관의 구축
2. mutant library 및 replica plating을 이용한 효모의 형질전환
3. Y2H 색상 분석
4. 후보 클론의 회수 및 확인
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최근에는 Pol2 단백질(Pol2-C)의 C-말단 절반이 MCM10과 상호 작용하는 것이 밝혀졌습니다. 두 단백질 모두 DNA 복제의 시작에 필수적이며, 따라서 신진 효모 Saccharomyces cerevisiae 13,14,15의 세포 성장에 필수적입니다. 이 상호 작용의 생물학적 중요성을 이해하는 데 도움이 되도록 MCM10과 상호 작용이 없거나 감소한 Pol2-C 돌연변이를 여기에 설명된 방법을 사용하여 분리했습니다.
돌연변이 라이브러리는 1단계에서 설명한 방법에 따라 구성되었습니다. Pol2-C DNA 단편을 GoTaq 중합효소로 증폭하고 In-Fusion 효소를 사용하여 Gal4AD(pST2525) 벡터로 클로닝했습니다. 라이브러리에 있는 독립적인 클론의 수는 5000개로 추정되었습니다....
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이 문서에서는 Y2H 분석을 사용하여 interaction-null/impaired mutant를 분리하는 방법을 설명합니다. 이러한 돌연변이는 관심 단백질의 기능을 분석하는 강력한 도구입니다. 이러한 돌연변이를 분리하기 위해, rY2H 분석은 이전에 Y2H 숙주 균주 2,3을 변형하여 개발되었다. 그러나 그들은 노동의 양을 크게 줄이지는 않았습니다. 대조적으로, 돌연변이는 상당한 양의 노력 없이 이 방법으로 분리할 수 있습니다. 이 방법에서 Y2H 벡터를 수정하면 이론적으로 모든 후보가 야생형 또는 미스센스 돌연변이가 됩니다. 또한 이 방법은 후보에서 빈 벡터를 효율적으로 제거할 수 있습니다. 이러한 바람직한 특성으로 인해 이 방법은 interaction-null/impaired mutants를 분리하는 표준 방법이 될 수 있습니다.
방법은 간단하고 간단하지만 좋은 결과를 ...
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저자는 이해 상충이 없다고 선언합니다.
Y. Tanaka는 Y2H의 기술 개선을 수행했습니다. 이 작업은 JSPS KAKENHI 그랜트 넘버 JP22K06336와 오사카 발효 연구소의 지원을 받고 있습니다.
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| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 0.5 M EDTA (8.0) | Nacalai Tesque Inc. | 14347-21 | |
| 10% SDS 솔루션 | 후지필름 Wako Pure Chemical Corp. | 313-90275 | |
| 2-메르캅토에탄올 | 후지필름 Wako Pure Chemical Corp. | 135-07522 | |
| 2-프로판올 | 키시다 화학(주) | 110-64785 | |
| 5-Bromo-4-chloro-3-indolyl-β-D-galactopyranoside (X-Gal) | Fujifilm Wako Pure Chemical Corp. | 021-07852 | |
| 한천 | Formedium | AGR60 | |
| 암피실린 나트륨 | 후지필름 Wako Pure Chemical Corp. | 68-52-3 | |
| Anti-HA-tag mAb-HRP-DirecT | 의료 & 생물학 실험실 Co. 주식 회사. | M180-7 | |
| DNA | Merck KGaA. | D1626 | |
| 에탄올 | 머크 KGaA. | 9-0770-4-4L-J | |
| 콜로니 리프트용 여과지(50학년) | Whatman, Cytiva | 1450-090 | |
| 콜로니 리프트용 여과지(No.4A) | Advantec Toyo Kaisha, Ltd. | ||
| 복제용 여과지 (No.1) | Advantec Toyo Kaisha, Ltd. | ||
| G-418 황산염 | 후지 필름 Wako Pure Chemical Corp. | 075-05962 | |
| 염산 | 키시다 화학 주식회사 | 230-37585 | |
| KCl | 후지필름 와코 퓨어 케미컬 주식회사 | 163-03545 | |
| 리튬 아세테이트 이수화물 | Nacalai Tesque Inc. | 20604-22 | |
| MgSO4• 7H2O | 후지필름 Wako Pure Chemical Corp. | 131-00405 | |
| Na2HPO4&황소; 12H2O | 나칼라이 테스크 | 10039-32-4 | |
| NaCl | Nacalai 테스크 Inc. | 31319-45 | |
| NaH2PO4• 2H2O | 나칼라이 테스크 | 31717-25 | |
| 종이 타월 | AS ONE Corp. | 7-6200-02 | |
| 페놀 : 클로로포름 : 이소 아밀 알코올 25 : 24 : 1 | Nacalai Tesque Inc. | 25970-56 | |
| 플라스미드 DNA | : 국가 생물 자원 프로젝트 - 효모(https://yeast.nig.ac.jp/yeast/top.xhtml) | ||
| 플라스미드 분리 키트 | Nippon Genetics Co., Ltd. | FG-90502 | |
| 폴리에틸렌 글리콜 #4,000 | Nacalai Tesque Inc. | 11574-15 | |
| SC 더블 드롭아웃 믹스 -Leu -Trp | Formedium | DSCK172 | |
| Seamless 클로닝 키트(In-Fusion 어셈블리) | Takara Bio Inc. | #639648 | |
| 탈지 분유 | 후지필름 Wako Pure Chemical Corp. | 190-12865 | |
| 스트렙토마이신 설페이트 | 후지필름 Wako Pure Chemical Corp. | 3810-74-0 | |
| Taq 중합 효소 (GoTaq 그린 마스터 믹스) | Promega Corp. | M7122 | |
| TRIS의 (히드록시메틸) 아미노메탄 | Formedium | TRIS01 | |
| 트리톤 X-100 | 나칼라이 테스크 | 12967-45 | |
| 트립톤 | ThermoFisher scientific Inc. | ||
| 211705 트윈 20 | Nacalai Tesque Inc. | 35624-15 | |
| 효모 추출물 | ThermoFisher scientific Inc. | 212750 | |
| 효모 질소 염기 (YNB) | Formedium | CYN0210 | |
| Zymolyase 100T | Nacalai Tesque Inc. | 제07665-55 |
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