Die Forschung im Labor CJN durch Betriebskostenzuschüsse von NSERC, der Canadian Cancer Society Research Institute (CCSRI) und der Canadian Breast Cancer Foundation (BC-Yukon Branch) unterstützt.

HINWEIS: Der allgemeine Arbeitsablauf dieses Verfahrens ist in Figur 2 skizziert. 1. Bestimmung der wachstumshemmende Dosis <ol><li> Herstellung von Hefe-Nacht-Kultur HINWEIS: Der Hefeextrakt-Pepton-Dextrose Wachstumsmedium (YEPD) im Sinne dieses Protokolls ist ein Standardrezept 13. <ol><li> Streak aus BY4741 (MATa his3 Δ1 leu2Δ0 met15Δ0 ura3Δ0) Zellen auf einer YEPD-Agar-Platte und Inkubation für 48 Stunden bei 30 ° C oder bis sichtbare Kolonien zu bilden. </li><li> Übernachtkulturen herzustellen durch Inokulieren von 5 ml YEPD flüssigen Medium in einem sterilen Kulturgefäß mit einer Einzelkolonie. Inkubieren über Nacht bei 30 ° C mit kontinuierlicher Rotation oder Schütteln. Die Kultur wird in der Regel erreichen die Sättigung von der Morgen (~ 2 × 10 8 Zellen / ml). </li></ol></li><li> Solide Agarmedien Zubereitung mit unterschiedlichen chemischen Dosen <ol><li> Bereiten Sie einige Vorräte andie Chemikalie bei 100x gewünschte Endkonzentration in einem geeigneten Lösemittel getestet werden. HINWEIS: Wirksame Konzentrationen werden von der chemischen abhängen und muss empirisch ermittelt werden. Es ist daher ratsam, zunächst zu testen eine breite Endkonzentrationsbereich, dh von niedrigen uM bis hoch mM. </li><li> Für jede Konzentration der zu testenden Chemikalie, Aliquot 3 ml geschmolzenem YEPD-Agar mit einem mehrere sterile Kulturröhrchen. Platz in 55 ° C Wasserbad auf erstarrt halten. </li><li> Für jede Konzentration der zu testenden Chemikalie werden 30 ul der 100-fach Verbindung in geschmolzenem Medium, Wirbel 2-3 sec mischen und Pipette 1 ml in jedes Paar von doppelten Vertiefungen einer Platte mit 12 Vertiefungen. Achten Sie darauf, ein Fahrzeug sind nur Kontrolle. Lassen Platten über Nacht bei Raumtemperatur einstellen. Werfen Sie keine zusätzliche Medien. </li></ol></li><li> Verteilt Plattierzellen <ol><li> Impfen Sie 10 ml YEPD flüssige Medien mit 2 ul einer gesättigten Hefekultur, über Nacht, wie in Schritt 1 aufgewachsen.1.2. </li><li> Platte 25 ul verdünnt Hefekultur pro Well, gleichmäßig mit sterilen Glasperlen oder Stange und damit die Platte unter einer Flamme trocknen. Inkubieren Platte bei 30 ° C für 48 Stunden. </li><li> Bewerten des Wachstums von Hefe (sowohl Anzahl und Größe der Kolonien) auf den Platten. Wählen einer subletalen Konzentration der Verbindung, die nicht das Wachstum hemmt, um mehr als 10% bis 15%, um den Bildschirm durchzuführen. </li></ol></li></ol> 2. Systematische Chemical Genetische Bildschirm <ol><li> Wartung von Lösch-Mutante-Array (DMA) und Vorbereitung der Quelle-Platte <ol><li> Für eine detaillierte Beschreibung über den Aufbau Deletionsmutante Arrays aus Glycerin Aktien finden Sie in Baryshnikova et al. 14 verwiesen. Sobald Deletionsmutanten in einer Dichte von 384 Kolonien pro Platte angeordnet wurde, kann der DMA für einige Monate bei 4 ° C gelagert werden. Replizieren auf YEPD-Agar, enthaltend 200 ug / ml G418 wie nötig, um Kolonien zu wachsen in jede verhindernandere. HINWEIS: Mehrere serielle Replikationen sollte vermieden werden, um den Verlust von langsamem Wachstum zu verhindern und das Auftreten von Suppressormutanten minimieren. Dies ist besonders relevant, wenn die Aufrechterhaltung der Sammlungen als Haploiden. </li><li> Führen Sie alle Replikat-Plating Schritte mit einer mikrobiellen Anordnen Robotersystem. Alternativ manipulieren angeordnet Kolonien mit manuellen Pinning-Tools. HINWEIS: Die Hefe Löschen Kollektion ist so Haploiden und Diploide von mehreren kommerziellen Quellen erhältlich und wird in der Regel als Glyzerin in 96-Well-Platten geliefert. </li></ol></li><li> Kondensieren der Deletionsmutante Array <ol><li> Bereiten 250 ml YEPD-Agarmedium, enthaltend 200 ug / ml G418. Die effektive Konzentration von G418 können variieren und jede Menge sollte empirisch überprüft werden. </li><li> Bereiten fünf YEPD Agarplatten durch Gießen von 50 ml YEPD-Agar, enthaltend 200 ug / ml G418 pro Platte. Tun Sie dies einen Tag vor Kondensation des Array und damit die Platten bei Raumtemperatur abkühlenratur über Nacht auf eine ebene Unterlage. HINWEIS: Vier Platten werden für die Sammlung bei 1536-Dehnungs Dichte erforderlich ist, wird die fünfte Platte als extra gegossen. </li><li> Entfernen Sie die 16 Petrischalen, die das mutierte Löschen Sammlung bei einer Dichte von 384 Kolonien pro Platte und lassen Sie sie auf Raumtemperatur (ca. 1 Stunde) zu kommen. </li><li> Wischen Sie Kondensation, die mit eine heikle Aufgabe wischen auf dem Deckel jeder Platte gebildet hat. Bei Nichtbeachtung kann es zu Wassertröpfchen führen, dass auf dem Array und Kreuzkontamination von angeordneten Mutanten hinterlegt. </li><li> Mit einem mikrobiellen Array Pinning Roboter, kondensieren die DMA von einer Dichte von 384 Kolonien pro Platte (16 Petrischalen), um 1536 Kolonien pro Platte (4 Petrischalen). Führen Sie diese, so dass der 1. Kolonie von Platte 1 Stifte 1 Spalte 1 der verkürzten Reihe rudern, um die 1. Kolonie Platte 2 Zeile 1 Spalte 2, der 1. Kolonie Platte 3 zu Zeile 2 und Spalte 1, und der 1. Kolonie Platte 4 zu Zeile 2Spalte 2. </li><li> Inkubieren Sie die Konzern-Array bei 30 ° C über Nacht. </li><li> Untersuchen Sie das Array, um eine einheitliche Übertragung von Kolonien von der Quelle Platten zu gewährleisten. Es werden mehrere leere Positionen, absichtlich in das Array aufgenommen, die als Richtschnur dienen, um sicherzustellen, das DMA korrekt (4A) kondensiert sein. HINWEIS: Diese greift auf die Quellplatten für Replikaplattierung auf Medien, die die Testverbindung sein. Eine Hand Platte kann für mehrere Pinnings verwendet werden. Auch viele Roboter Gegenläufig-Funktion, die eine ähnliche Anzahl von Hefe werden jedes Mal übertragen gewährleisten müssen. </li></ol></li><li> Replica Platte Deletionsmutante Array <ol><li> Bereiten 700 ml der Kontrolle (nur Vehikel) und 700 ml Versuchsmedien (chemische haltigen). Das ist genug, zur Durchführung des Assays in dreifacher Ausfertigung (12 Platten pro Zustand, plus zwei Extrakosten). </li><li> Gießen Sie 50 ml YEPD-Agar, der Prüfsubstanz oder Steuer pro Platte. Lassen Sie die Platten to bei Raumtemperatur über Nacht abkühlen lassen auf eine ebene Unterlage. </li><li> Verwendung des Roboters zu Replikaplatte inokulieren die DMA auf drei Sätze von Platten, die Chemikalien an der experimentell bestimmten Konzentration, sowie drei Sätze von Platten, die die Vehikelkontrolle. Platten bei Raumtemperatur inkubieren 24-48 h. </li></ol></li></ol> 3. Speicherfolien und Datenanalyse <ol><li> Platten Entfernen von Inkubator und lassen Sie sie auf Raumtemperatur (ca. 1 Stunde) vor der Bilderzeugung kommen. Dadurch wird die Bildung von Kondenswasser während Abbildung der Platten zu verhindern. </li><li> Bildplatten 24 und 48 Stunden nach Entfernen des Deckels und Platzierung der Vorderseite nach unten auf einem Flachbettscanner. Machen Sie Bilder mit einer Auflösung von mindestens 300 dpi. Alternativ können Sie eine Digitalkamera zur Erfassung von Bildern. Wenn dabei konfrontiert Ort Platten auf einem dunklen Hintergrund, und entfernen Sie den Deckel zu Bild. HINWEIS: Das Dateiformat und Positionierung der Platten wird auf der Quantifizierung Programm abhängen. </li&gt; <li> Führen Quantifizierung und den Vergleich der Array Koloniegrößen mit einem der vielen Open-Source-Programme, einschließlich Balony 15. SGAtools 16 und ScreenMill 17. </li></ol> 4. Validierung von Screen HINWEIS: In dieser Phase wird mehrere Hefe-Mutanten Deletionen als überempfindlich auf die Chemikalie punkten. Diese chemisch-genetischer Interaktionen muss nächste auf zwei Arten überprüft werden. Zunächst wird die Identität der empfindliche Stämme sollten durch PCR bestätigt werden. Zweitens müssen die Chemikalien-Sensitivität unabhängig gewertet. Folgenden Abschnitten wird eine kurze Protokoll zur Durchführung von Tests, um Spotting Dehnungsempfindlichkeit, eine Technik, die in Hefe Biologie gemeinsam zu überprüfen. <ol><li> Streak out gewünschte (allergisch) Mutanten aus der Deletion Sammlung Hefe auf YEPD-Agar, enthaltend 200 ug / ml G418. Inkubiere bei 30 ° C bis Kolonien bilden. Stellen Sie sicher, das Erbgut des Stammes durch diagnostische PCR mit Primern nachProtokoll des Herstellers. </li><li> Impfen Sie 5 ml der YEPD Flüssigkeit für jeden Stamm beimpft und über Nacht bei 30 ° C mit einer Rotation oder Schütteln. </li><li> Messen OD 600 und verdünnt jede Belastung in sterile dH 2 O OD 600 = 1 Diese werden nun die normierten Hefekulturen. </li><li> Dispense 100 ul der normalisierten Wildtyp-Hefe (BY4741) Kultur und A1 einer 96-Well-Platte. Dispense 100 ul von bis zu sieben zusätzliche Belastungen in die Vertiefungen B1-H1. </li><li> Verwenden Sie eine Mehrkanalpipette auf 90 ul sterilem dH 2 O in die Vertiefungen A2-H2 bis A6-H6 verzichten. Schließlich bereiten eine Reihe von 1:10 Verdünnungen normalisierte Hefekulturen. Starten Sie durch serielles Pipettieren von 10 ul der Spalte 1 Spalte 2 mit einer Mehrkanalpipette, und weiter über die Platte mit 96 Vertiefungen bis sechs Verdünnungen hergestellt werden (dh 10 0 bis 10 -5). </li><li> Übertragen Sie 2-5 ul der verdünnten Hefekulturen in einem Raster mit einer MehrkanalPipette auf YEPD festen Medien, die chemischen und Fahrzeugsteuerung. Platten bei der geeigneten Temperatur für 24-48 Std. </li><li> Untersuchen Platten und vergleichen Sie die Empfindlichkeit des ausgewählten Mutanten gegen chemische (bezogen auf BY4741-Steuerung). Bildplatten bei 24 und 48 h, wie in Schritt 3.2. HINWEIS: Während der Identifizierung mehrerer überempfindlich Stämme mit verwandten Gen Ontologien oder Funktionen verleiht Vertrauen auf die Gültigkeit des Bildschirms, Umwandlung eines überempfindlichen Deletionsstamm mit einem Plasmid, das eine Wildtyp-Kopie des Gens wird benötigt, um förmlich festgestellt werden, dass ein Gen, Löschen von Interesse (und nicht versteckt zweiten Standort Mutationen) verursacht Empfindlichkeit gegenüber Medikamenten. </li></ol>

<ol>
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The authors declare they have no competing financial interests.

Hier skizziert ist ein Ansatz zur Erzeugung von chemisch-genetischer Interaktionsprofile. Das Verfahren ist einfach: durch Vergleich Koloniegrößen von jedem Stamm in umfassenden Gendeletion Sammlungen in Gegenwart und in Abwesenheit einer chemischen, alle Gene benötigt wird, um eine chemische Insult tolerieren identifiziert. Annotation Bereicherung Analyse des resultierenden Liste sensibler Stämme können dann verwendet werden, um einen Einblick in eine Chemikalien Wirkungs bieten. Während dieses Protokolls für B?...

Die genetischen Tools und Ressourcen im Modellorganismus Saccharomyces cerevisiae haben großen funktionellen Genomik Studien, die gemeinsam ein neues Licht auf, wie Gene funktionieren, wie Netzwerke, um die Anforderungen von biologischen Systemen erfüllen zu können. Der Grundstein dieser Tools war die gemeinsame Erstellung eines vollständigen Satzes von nicht wesentlichen Gendeletionen aller offenen Leserahmen in Hefe 1,2. Eine auffallende Beobachtung war, dass nur ~ 20% der Hefe-Gene sind für die Lebensfähigkeit erforderlich, wenn als Haploiden unter Standardlaborbedingungen gezüchtet. Dies unterstreicht die Fähigkeit einer Zelle, durch die Nutzung alternativer biologischen Bahnen gegen genomische Perturbationen puffern. Genetische Mutanten, die individuell lebensfähig sind, aber tödlich in Verbindung, Signal angeschlossenen oder konvergent parallel biologische Pfade und bilden genetische Interaktionsnetzwerke, die biologische Funktion zu beschreiben. Mit der Entwicklung der bedingten temperature empfindlichen und hypomorphen Allele von essentiellen Genen die Technik nicht auf die Untersuchung von nicht-essentiellen Genen 3,4 beschränkt. Dieses Konzept wurde in einer genomischen Maßstab angewendet produziert eine unvoreingenommene genetische Interaktion Karte darstellen, wie Gene in ähnlichen zellulären Prozessen beteiligt Cluster zusammen 5. Chemische Störungen der genetischen Netzwerke Mimik Gendeletionen (Abbildung 1) 6. Abfragen von wachstumshemmenden Verbindungen gegen eine hochdichte Anordnung von Deletionsstämme Überempfindlichkeit identifiziert eine chemisch-genetischen Interaktionsprofil, also eine Liste von Genen, die erforderlich ist, um die chemische Beanspruchung verträgt. Wie genetische Interaktionen, Großbildschirme von chemischen Bibliotheken haben gezeigt, dass mit einem ähnlichen Wirkmechanismus Cluster zusammen 7 Verbindungen. Daher wird durch die Gründung der chemisch-genetische Wechselwirkungsprofil von einer Verbindung der Wirkmechanismus kann durch einen Vergleich mit lar entnehmen,ge-Skala synthetischen genetischen und chemischen genetische Interaktion Datensätze von 8,9. Groß chemisch-genetischen Screens, wo Dutzende von Verbindungen werden verhört wurden von Barcode Konkurrenztests durchgeführt. Bei diesem Ansatz wird die gepoolte Sammlung von Deletionsmutanten ist en masse über mehrere Generationen in einem kleinen Volumen an Medium, das eine chemische gezüchtet. Da jeder Deletionsmutante beherbergt eine einzigartige genetische Barcode wird die Lebensfähigkeit / Wachstum einzelner Mutanten innerhalb des Pools von Deletionsstämme von Microarray-oder Hochdurchsatz-Sequenzierung 10 verfolgt. Ableitung Fitness durch Überwachung Koloniegröße von physikalisch Array-Mutanten auf festem Agar, der eine bioaktive Verbindung gewachsen ist auch eine wirksame Methode, um chemisch-genetischer Interaktionen 11,12 identifizieren. Dieser Ansatz bietet eine kostengünstige Alternative für den Wettbewerb basierten Screening und zur Bestimmung von kleinen Bibliotheken von Chemikalien geeignet.Hier skizziert ist eine einfache Methode zur Erzeugung einer Liste von chemisch-genetischer Interaktionen in S. cerevisiae, die nicht auf der Molekularbiologie Manipulationen oder Infrastruktur angewiesen ist. Es erfordert nur eine Hefe Löschen Sammlung, einen Roboter oder manuell Pinning Gerät und frei verfügbaren Bildanalyse-Software.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="987">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:213px;">Name of Material/ Equipment&#160;</td>
			<td style="width:161px;">Company&#160;</td>
			<td style="width:156px;">Catalog Number&#160;</td>
			<td style="width:457px;">Comments/Description&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:213px;">Yeast Extract</td>
			<td style="width:161px;">BioBasic</td>
			<td>G0961</td>
			<td style="width:457px;">For YEPD liquid/solid media add to 1% final concentration (w/v)</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:213px;">Tyrptone Powder</td>
			<td style="width:161px;">BD Biosciences</td>
			<td>211820</td>
			<td style="width:457px;">For YEPD liquid/solid media add to 2% final concentration (w/v)</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:213px;">Dextrose</td>
			<td style="width:161px;">Anachemia</td>
			<td style="width:156px;">31096-380</td>
			<td style="width:457px;">For YEPD liquid/solid media add to 2% final concentration (w/v) - Do not autoclave. Prepare 20% stock solution, filter sterilize, and add to media after autoclaving.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:213px;">Agar A</td>
			<td style="width:161px;">Bio Basic</td>
			<td>FB0010</td>
			<td style="width:457px;">For YEPD solid media add to 2% final concentration (w/v)</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:213px;">G418</td>
			<td style="width:161px;">A.G. Scientific Inc.</td>
			<td style="width:156px;">G-1033</td>
			<td style="width:457px;">Prepare 1000x stock at 200mg/ml in dH2O and filter sterilize.&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:213px;">12 well plate</td>
			<td>Greiner Bio One</td>
			<td>655180</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:213px;">5ml culture tubes</td>
			<td>Evergreen Scientific</td>
			<td>222-2376-080</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:213px;">10cm Petri Dish</td>
			<td style="width:161px;">VWR</td>
			<td>25384-302</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">ROTOR HDA</td>
			<td>Singer Instruments&#160;</td>
			<td>ROT-001</td>
			<td>high-throughput microbial array pinning robot</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">PLUSPLATE&#169; Petri Dish</td>
			<td>Singer Instruments&#160;</td>
			<td>PLU-001</td>
			<td>Box of 200 dishes</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">384 Short-Pin RePad</td>
			<td>Singer Instruments&#160;</td>
			<td>RP-MP-384</td>
			<td>Box of 1000 pads</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">1536 Short-Pin RePad</td>
			<td>Singer Instruments&#160;</td>
			<td>RP-MP-1536</td>
			<td>Box of 1000 pads</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Alternative Pinning Tools:</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Fully Automated Robtic Systems</td>
			<td>S&#38;P robotics</td>
			<td>http://www.sprobotics.com</td>
			<td>Several automated colony handling robitic and imagining systems available.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Manual Pinning Tools</td>
			<td>V&#38;P Scientific</td>
			<td>http://www.vp-scientific.com</td>
			<td>Handheld replication tools and accessories.&#160;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

rapid identification of chemical genetic interactions in saccharomyces cerevisiae

Die Ermittlung der Wirkungsweise von bioaktiven Chemikalien ist von Interesse für ein breites Spektrum von akademischen, pharmazeutischen und industriellen Wissenschaftlern. Saccharomyces cerevisiae oder Bäckerhefe, ist ein Modell, Eukaryoten, für die eine vollständige Sammlung von ~ 6000 Gen-Deletionsmutanten und hypomorphen essentielles Gen Mutanten sind im Handel erhältlich. Diese Sammlung von Mutanten verwendet werden, um systematisch erkennen chemisch-Gen-Interaktionen, dh Gene notwendig, eine chemische tolerieren. Diese Information wiederum berichtet über die wahrscheinliche Wirkungsweise der Verbindung. Hier beschreiben wir ein Protokoll für die schnelle Identifizierung von chemischen genetischen Wechselwirkungen in Bäckerhefe. Wir zeigen, das Verfahren unter Verwendung des Chemotherapeutikum 5-Fluorouracil (5-FU), die eine wohldefinierte Wirkmechanismus besitzt. Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Kern TRAMP RNA-Exosom und DNA-Reparaturenzyme sind für die Proliferation in Gegenwart von 5-FU, die im Einklang mit früheren m ist erforderlichicroarray basierten Barcode-Chemie genetische Ansätze und das Wissen, dass 5-FU beeinträchtigt sowohl RNA als auch DNA-Stoffwechsel. Die erforderlichen Validierungsprotokolle dieser Hochdurchsatz werden ebenfalls beschrieben.

Als Validierung dieses Ansatzes Wir führten eine repräsentative chemische genetische Wechselwirkung Bildschirm des Chemotherapeutikum 5-Fluorouracil (5-FU) gemäß dem oben beschriebenen Protokoll. 5-FU ist bekannt, die Thymidylat-Synthase sowie die DNA und RNA-Metabolismus 18 stören. Die chemischen genetischen Wechselwirkungen von 5-FU sind gut untersucht und wurden von Hefe Barcode-Mikroarray-Techniken unter Verwendung von sowohl heterozygote und homozygote Deletion Sammlungen 8,19 untersucht....

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Rapid Identification of Chemical Genetic Interactions in Saccharomyces cerevisiae

Here we present a cost-effective method for defining chemical-genetic interactions in budding yeast. The approach is built on fundamental techniques in yeast molecular biology and is well suited for the mechanistic interrogation of small to medium collections of chemicals and other media environments.

Schnelle Identifikation von chemischen Genetische Interaktionen in<em&gt; Saccharomyces cerevisiae</em

Determining the mode of action of bioactive chemicals is of interest to a broad range of academic, pharmaceutical, and industrial scientists. ...

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Research

JoVE Journal

Biology

Rapid Identification of Chemical Genetic Interactions in Saccharomyces cerevisiae

10.2K Aufrufe.  University of Victoria. Here we present a cost-effective method for defining chemical-genetic interactions in budding yeast. The approach is built on fundamental techniques in yeast molecular biology and is well suited for the mechanistic interrogation of small to medium collections of chemicals and other media environments.