$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Дрожжи модели proteinopathy были разработаны для белок-неправильного сворачивания расстройств, включая боковой амиотрофический склероз (ALS) и болезнь Паркинсона (PD) 1-3. Экспрессия белков TDP-43 и FUS, которые misfold у пациентов с БАС, являются токсичными и mislocalize с образованием агрегатов цитоплазматические в дрожжах 1,2. Аналогично, выражение α-синуклеина (α-син), который участвует в PD, является токсичным и mislocalizes с образованием агрегатов цитоплазматические в дрожжах 3. Эти особенности резюмировать фенотипы у больных с этими расстройствами 4,5. Таким образом, модели дрожжей обеспечить полезную платформу для скрининга белков или малых молекул, которые предотвратить или обратить вспять эти фенотипы 2,6-13. Мы заинтересованы в развитии белков, которые способны перевернуть агрегацию и токсичность из-за TDP-43, FUS, и α-син. Мы делаем ставку на Hsp104, в AAA + белка из дрожжей, который однозначно способен разбивке белки и птOM аморфные агрегаты и амилоида в дрожжах, пока это не имеет никакого человеческий гомолог 14,15. Hsp104 тонко настроенный разбить эндогенные дрожжевых прионов и имеет лишь ограниченную способность разбить субстраты, причастных к нейродегенеративных заболеваний человека, которые он никогда не обычно сталкивается 16,17. Таким образом, мы стремимся инженер расширенные версии Hsp104, которые способны действенно детализировать эти человеческие субстраты. Чтобы сделать это, мы строим большие библиотеки из Hsp104 варианты использования ошибкам ПЦР; эти библиотеки могут быть подвергнуты скринингу с использованием моделей дрожжи proteinopathy 17. Мы приняли домена целевой подход к построению и скрининга библиотек, как Hsp104 очень большой 17. Мы изначально была ориентирована на средней области (MD) из Hsp104 17, при том, что аналогичные подходы могут быть использованы для скрининга других доменов. Эти модели позволяют скрининг на disaggregase активности непосредственно, в отличие от альтернативных способов, таких как поверхности дисплея, который является Остальноеricted использовать для мониторинга связывания 18.
Наш протокол базируется на двух шагов скрининга (рисунок 1). Во-первых, варианты Hsp104, которые подавляют токсичность болезни подложки в дрожжах выбраны. Чтобы сделать это, Hsp104 варианты и болезни, связанные подложка котрансформировали в Δ Hsp104 дрожжей. Мы используем Δ Hsp104 дрожжей, чтобы исследовать последовательности пространство Hsp104 в отсутствие дикого типа (WT) Hsp104 17. Важно отметить, что удаление Hsp104 не влияет α-син, FUS или TDP-43 токсичность в дрожжах, и выражение Hsp104 WT обеспечивает минимальное спасение 1,13,17. Дрожжи затем высевали на средств индукции, чтобы индуцировать экспрессию обоих белков. Дрожжей, несущих варианты Hsp104, которые подавляют токсичность заболеваний, ассоциированных роста подложки придают колонии. Эти варианты отобраны для дальнейшего анализа, в то время как колонии поддержания варианты, которые не подавляют токсичности кубик. Тем не менее,ложные срабатывания существенной проблемой в этом экране. Выражение TDP-43, FUS, и α-син являются высокотоксичными, которая создает сильное селективное давление для возникновения спонтанных генетических супрессоров токсичности, не связанной с вариантом Hsp104 выражается. Таким образом, мы использовали среднее экран, который также сравнительно высокая пропускная устранить эти неспецифические супрессоры токсичности 17. В этом вторичном экране, выбранный дрожжи обрабатывают 5-Fluorootic кислоты (5-FOA), чтобы противостоять выберите для Hsp104 плазмиды 19. Штаммы затем оценивали на подложке (TDP-43, FUS, или α-син) токсичность через пятнистость анализа, чтобы гарантировать, что токсичность подложки восстанавливается после потери плазмиды Hsp104. Таким образом, дрожжи, в которых токсичность восстанавливается в этом вторичном экране по-видимому, первоначально отображается подавление токсичность из-за присутствия в варианте Hsp104. Эти дрожжи обозначаются как "хитов" и плазмиды Hsp104 должны затем бытьвосстановлены и последовательность, чтобы определить мутации в Hsp104 ген 17 (рисунок 1). Любые удары должны быть подтверждена путем построения мутацию независимо с помощью сайт-направленного мутагенеза, а затем повторное тестирование для подавления токсичности. Потенциальные приложения для этого протокола широки. С помощью этих методов, библиотеки любого типа белка может быть подвергнуты скринингу на вариантах, которые подавляют токсичность любой подложки белком, который является токсичным в дрожжах.