Добавление метки к белку — это мощный способ получить представление о его функции. В этой статье мы описываем протокол эндогенной маркировки сотен белков Trypanosoma brucei параллельно, чтобы можно было достичь мечения на уровне генома.
Методическая статья
Добавление метки к белку — это мощный способ получить представление о его функции. В этой статье мы описываем протокол эндогенной маркировки сотен белков Trypanosoma brucei параллельно, чтобы можно было достичь мечения на уровне генома.
Улучшения в масс-спектрометрии, секвенировании и биоинформатике привели к созданию больших наборов данных потенциально интересных генов. Мечение этих белков может дать представление об их функции, определяя их локализацию в клетке и позволяя идентифицировать партнеров по взаимодействию. Недавно мы опубликовали быстрый и масштабируемый метод создания клеточных линий Trypanosoma brucei, экспрессирующих меченый белок из эндогенного локуса. Метод был основан на полученной нами плазмиде, которая в сочетании с длинной праймерной ПЦР может быть использована для модификации гена для кодирования белка, помеченного на любом конце. Это позволяет помечать десятки белков трипаносом параллельно, способствуя крупномасштабной валидации генов-кандидатов, представляющих интерес. Эта система может быть использована для маркировки белков для локализации (с помощью флуоресцентного белка, эпитопной метки или метки электронной микроскопии) или биохимии (с помощью меток для очистки, таких как метка TAP (тандемная аффинная очистка)). В данной работе мы описываем протокол проведения ПЦР с длинным праймером и электропорации в 96-луночных планшетах с восстановлением и отбором трансгенных трипаносом в 24-луночных планшетах. С помощью этого рабочего процесса сотни белков могут быть помечены параллельно; Это на порядок лучше по сравнению с нашим предыдущим протоколом, и теперь стало возможным мечение на уровне генома.
Trypanosoma brucei является простейшим паразитом , который вызывает африканский trypanosomasis и Нагана человека у крупного рогатого скота. Т. brucei является идеальным организмом для анализа функции белка за счет сочетания высокого качества генома, многочисленные протеомики и транскриптомике наборов данных и хорошо разработанных молекулярных инструментов 1-3. Достижения в области протеомики и секвенирования привели больших наборов данных , которые выдвигают на первый план потенциально интересных генов 4-6; Тем не менее, многие гены имеют минимальную информацию, связанную с ними в существующих базах данных. Существует, следовательно, потребность в способе с высокой пропускной способностью, чтобы помочь белка функциональную характеристику.
Выражение помеченной белка может дать множество проникновения в суть зависит работа белка. Например, белок, помеченный флуоресцентным белком или эпитоп, может быть локализован с помощью флуоресцентной микроскопии, который дает информацию о том, где ProtEin может оказывать свое биологическое действие. В качестве альтернативы, белок с меткой ПВР 7, 8 или HaloTag Его тег может быть очищен для биохимических анализов и идентификации его партнеров взаимодействия.
Недавно мы разработали надежную методологию мечения T. brucei 9. Это используется длинный праймеров ПЦР для создания ДНК для трансфекции и позволил мечение десятков белков параллельно - значительное усовершенствование существующих протоколов. В настоящее время мы улучшили масштабируемость этого протокола в проциклической формах по порядку величины. Здесь мы представляем наш метод, где мы проводим ПЦР и трансфекции в 96-луночные планшеты, с восстановлением и отбора, происходящего в 24-луночных планшетах. Как сотни белков теперь могут быть помечены параллельно этот метод обеспечивает экономически эффективный и действенный метод мечения весь геном трипаносомы.
1. 96-луночного Long Праймер PCR
2. Проверка 96-луночного Long Primer ПЦР
3. 96-луночного Трансфекция
В этом представительном трансфекцией праймеры были сконструированы с использованием TagIt Сценарий Perl 9 и синтезированный на коммерческой основе . 96-луночный ПЦР проводили и проверки , как описано (фиг.1А); В этом примере, 95/96 ДЗП были успешными (Фигура 1В). По нашему опыту, повторяя неудачные реакции либо с исходными грунтовок или повторно синтезируется праймеров не приводит к успешной ПЦР.
Ампликонов переносили в 96-луночных планшетах электропорации для электропорации (фиг.2А) и затем переносили в 24-луночные культуральные планшеты для восстановления и селекции. После достаточного времени, чтобы позволить происходить отбор, лунки оценивали по выживаемости перед дальнейшим анализом. В этом примере, 88/96 скважины (92%) были положительными после отбора 15 дней.
Рисунок 1: Проверка длинных праймеров ПЦР (A) Шаблон для переноса продуктов ПЦР из 96-луночного ПЦР планшета в агарозном геле для проверки ПЦР.. (Б) представитель 96-луночный ПЦР гель проверки для мечения 95 генов на N - конце, и 1 ампликона , не содержащий 5 'ориентации гомологии выступать в качестве отрицательного контроля в трансфекцией. Образцы наносили на 1% (вес / объем) гель агарозы и решен при 100 V в течение 30 минут. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.

Рисунок 2: 96-луночного электропорации и выбор (A) Шаблон для переноса электропорации клеток из 96-луночного электропорации Plat.е в 24-луночных культуральных планшетах. (В) схематическое изображение , показывающее типичный живой / мертвый скоринг после 15 дней селекции в 24-луночных планшетах. Зеленый представляет собой успешную трансфекцию, серый представляет собой хорошо только с мертвыми клетками. В этом примере, 88/96 (92%) скважин содержали успешно трансфицированные паразитов. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.
Заметное улучшение в чувствительности протеомики и методов транскриптомике в последние 5-10 лет предоставил ценные данные о тысячах генов и их продуктов. Тем не менее, инструменты для решения функции этих белков не поспевают.
Пометка белок облегчает многочисленные эксперименты, чтобы определить свою функцию. Например, белок может быть слит с флуоресцентным белком в различных цветовых решениях, чтобы способствовать локализации и совместной локализации исследований. Теги разработаны для электронной микроскопии, такие как APEX2 или miniSOG 11,12, позволяют ультраструктурную локализации меченого белка. Метки к биохимии, такие как ТАР тег и ProtC-TEV-Prota (PTP) тег 7,13 возможность очистки комплексов , связанных с белком для идентификации партнеров по связыванию или в пробирке биохимических анализов.
Конкретные шаги, которые имеют решающее значение для успеха protocола: включение ДМСО в Master Mix ПЦР 1, замерзание PCR Master Mix 1 до добавления Master Mix 2, использование коммерческой полимеразы в Master Mix 2 и модификации буфера cytomix электропорации. По нашему опыту, необходимо использовать двойное количество ячеек для C терминала мечения трансфекциях, как для N терминала мечения трансфекциях для достижения аналогичной пропорции положительных скважин. Таким образом, все шаги должны быть выполнены, как описано.
Этот метод только, вероятно, будет успешным, когда трансфекцию насекомого проциклической формы трипаносом. Кровоток формы имеют более низкую эффективность 14 трансфекции, к тому же они, вероятно, умирают во время выбора из - за зависящей от плотности токсичности , которая не связана с селективным препаратом. Таким образом, наш предыдущий протокол представляет текущую наилучшую технологию для мечения кровотока формы трипаносом 9. Также вероятно, что трансЭффективность фекции будет варьироваться в зависимости от конкретного трипаносом изолята. Этот протокол был оптимизирован с использованием 927 SMOX проциклической формы - другие штаммы могут потребовать дополнительной оптимизации. Меры, которые могут увеличить вероятность успеха включают: увеличение количества ПЦР-ампликонов, увеличение числа клеток, включенных в трансфекции.
Мы представляем метод, где сотни белков могут быть помечена параллельно. Это облегчит крупномасштабные исследования по локализации и взаимодействия, дополняя существующие большие наборы данных и оказывает неоценимую информацию для сообщества. Грунтовка шаблоны доступны по запросу и список шаблонов плазмид доступна: http://www.sdeanresearch.com/
Авторам нечего раскрывать.
SD был поддержан стипендией сэра Генри Уэллкома [092201/Z/10/Z]. Эта работа финансировалась за счет грантов Wellcome Trust [WT066839MA][104627/Z/14/Z][108445/Z/15/Z] профессору Киту Галлу. Мы хотели бы поблагодарить профессора Кита Галла за полезные беседы и идеи.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Олигонуклеотид | Life | технологии только для | удаления соли (не используйте дополнительную очистку) |
| ДМСО | Рош | Входит в комплект Expand HiFi Pack | Должен быть ПЦР |
| класса dNTP | любой авторитетный | ||
| Expand HiFi полимераза | Roche | 11759078001 | |
| BTX ECM830 | Harvard Apparatus | Electroporator | |
| Манипулятор HT-200 | Гарвардский аппарат | HT-200 | Работает с 96-луночными электропластинами |
| MOS 96 ELECTROPLATE 4 мм | Гарвардский аппарат | 45-0452 | Электропластина для 96-луночной электропорации |
| Бластицидин S Гидрохлорид | Мелфорд | 3513-03-9 | |
| Гигромицин b | Золото Инвивоген | ant-hg-1 | |
| Флеомицин | Мелфорд | P0187 | |
| 225 см TC Колба, скошенное горлышко, фенольная крышка | Appletonwoods | BC006 | |
| 24 луночные культуральные пластины | Appletonwoods | BC017 | |
| Eppendorf® ПЦР Охладитель, безледовая система холодного хранения для 96 луночных планшетов и ПЦР-пробирок | Sigma Aldrich | Z606634-1EA | |
| 96-луночный Multiply® ПЦР-планшет с боковой юбкой | Sarstedt | 72.1979.203 |
Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE
Запросить разрешение