Name: a modified yeast-one hybrid system for heteromeric protein complex-dna interaction studies
Uploaded: 2017-07-24T15:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 47 s
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SS Wang、M. Amar、A. Gallaに原稿の批評を読んだことに感謝します。この刊行物で報告された研究は、受賞番号RO1GM067837およびRO1GM056006（SAKへ）の下、国立衛生研究所の国立総合医療研究所によって支持された。内容は著者の責任であり、必ずしも国立衛生研究所の公式見解を表すものではありません。

<html> 1.構築およびレポータープラスミドの調製<ol><li> 大腸菌 （TOP10）を用いて、エントリーベクターへのさらなるクローニングのために分析される標的DNAのプロモーター領域/「フラグメント」（好ましくは約250〜500bp）をPCR増幅する。 </li><li>以前8、9、10、11に記載のように配列決定確認の際に、互換pGLacZi発現ベクター7に陽性クローンをサブクローニング。 </li><li> 13、12前述したように酵母レポーター株を生成するためにpGLacZiの相同組換えによって、プロモーター統合（YM4271）のための酵母株を形質転換します。培地のレシピに沿ったDNA領域を有する酵母株の形質転換および確認工程は、古典的なY1Hプロトコールと類似しているため、ここでは記載しない尻= &quot;外部参照&quot;&gt; 9、10、11、12、13。 pEXP-AD502コントロールプラスミドは、標準化の目的で使用することができ、一方、以前に記載されているようにβ-ガラクトシダーゼ活性を定量化することができる8 。 </li><li>目的のTFまたはタンパク質をクローニングし、続いて、相互作用するタンパク質パートナーをpDEST22およびpDEST32ΔDBD（pDEST32マイナスDNA結合ドメイン）発現ベクターにクローニングする。形質転換された酵母プロモーター断片およびTFクローンは、その後、プロトコルにおいてさらに使用される。 </li></ol> 2.変更されたY1.5Hプロトコル<ol><li> 1日目（午後）に、ペトリ皿またはグリセロールストックからSD-Uraの培養液5mLで開始し、30℃シェーカーで一晩インキュベートする。 注：この培養は、新鮮なストリークプレートから、または酵母の25％または30％グリセロールストックから直接開始することができるDNA断片でクローニングする。 </li><li> 2日目（午後）に、10mLのYPDA培地に500μLの一晩培養液を接種し、30℃の振盪器中で一晩インキュベートする。 </li><li> 3日目（早朝と午後）：有能な細胞を準備する（早朝）。 <ol><li>一晩培養した2mLのYPDA培地100mLに接種し、30℃の振とう器中でインキュベートする。 OD 600が0.4〜0.8（3〜5時間）に達するまで、この新鮮な培養物を増殖させる。 注：一晩培養のOD 600をチェックし、このステップの開始点OD 600が0.1〜0.2であることを確認してください。過剰培養または未熟培養の使用は、実験を延長する可能性がある。 </li><li> 1000 xgおよび21℃で5分間遠心分離する。上清を捨てる。 </li><li>渦を使用して10 mLの滅菌水でペレットを再構成するか、上下にピペッティングする。 </li><li> 1000 xgおよび21℃で5分間遠心分離する。上清を捨てる。 </li><li>再構築（TE）/酢酸リチウム（LiAc）2mL中でボルテックスまたはピペッティングを用いて上下にペレットを上下に移動させる。 注： 表1の TE / LiAcのレシピを参照してください。 </li><li> 1000 xgおよび21℃で5分間遠心分離する。上清を捨てる。 </li><li>ペレットを4 mLのTE / LiAc + 400μLのサケ精子DNA（10 mg / mL）に再懸濁し、上下にピペッティングして次のステップに進みます。 </li></ol></li><li> 同時形質転換：細胞を熱ショック（午後遅く） <ol><li> 1ウェルあたり20μLの細胞を96ウェルの混合プレート（U底）に分配する。 </li><li>ウェルにpDEST22：TFプラスミド、pDEST32ΔDBD：TFプラスミドおよびpEXP-AD502プラスpDEST32ΔDBD：TF（正規化対照）の各150ng（〜1.5μL）を加える。 注：pDEST22：TFおよびpDEST32ΔDBD：TFプラスミドはそれぞれ〜150 ngの最適な共形質転換のために最適な結果が期待されます。したがって、構築物およびプラスミド発現によって変化し得るすべての実験で最適化する必要があります。別のコントロールpDEST22-TFとpDEST32deltaDBDもユーザーの裁量で含めることができます。 </li><li> 1ウェルあたり100μLのTE / LiAc /ポリエチレングリコール（PEG）を添加する（ 3回混合する ）。 注： 表1の TE / LiAc / PEGのレシピを参照してください。 </li><li>プレートを通気性のあるシールで覆い、30〜30℃でインキュベートする（攪拌が必要ない）。 </li><li> 42℃で20分間（ 正確に ）熱ショック。 </li></ol></li><li> 細胞をプレートする。 <ol><li> 1000 xgおよび21℃で5分間遠心分離する。マルチチャンネルピペットを用いて上清を除去する。 110μLのTEを添加し、混合する。 </li><li> 1000 xgおよび21℃で5分間遠心分離する。マルチチャネルピペットを用いて100μLの上清を除去する。パンチャーでペレットを再懸濁する。 </li><li>細胞をSD-Trp-Leu寒天プレート上に移す。プレートをインキュベートする30℃で次の工程まで。 </li></ol></li><li> 5日目（午後）：パンチャー/マイクロプレートレプリケーターを用いて細胞を新しいプレートに移す。 <ol><li>マルチチャンネルピペットを使用して、滅菌96ウェル混合プレート（U底）に50μLのTEを満たしてください。 TEのパンチャーをあらかじめ湿らせます。 注：パンチャーまたはマイクロプレートリプリケーターは、この手順の前およびその後のプロトコルで滅菌する必要があります。パンチャーをエタノール（100％;分子生物学的等級ではない）に浸して炎に燃やすなどの一般的な方法を適用することができます。パンチャーピンを冷却するために1分間待ちます。 注意：ベンチで滅菌を行う場合は、ベンチがエタノールで予備洗浄され、周囲に可燃性物質がないことを確認してください。適切な個人用保護具（PPE）を着用してください。 </li><li> TE充填プレートでコロニーを突き刺して再懸濁する。 注：プレート上で滑らかな成長がある場合、コロニーを直接パンチングすることができます（複数のコロニーの場合）は、TE充填プレートに滅菌したつまようじを用いて拾い、次にパンチャーを次のステップに使用することができる。 </li><li>最適な表面カバレッジのために新しいSD-Trp-Leu寒天プレート上に移します。 30℃でプレートを次のステップまでインキュベートする。 </li></ol></li><li> 7日目（午後）：β-ガラクトシダーゼ活性を測定するための培養を開始する。 <ol><li>マルチチャンネルピペットを使用して、 SD-Trp-Leu培地50μLを含む滅菌96ウェル混合プレート（U底）を満たす。 </li><li>マルチチャンネルピペットを使用して、 180μLのSD-Trp-Leu培地で96穴の井戸ブロックを滅菌します。 </li><li>培地中のパンチャーをあらかじめ濡らし、コロニーをプレートから培地50μLに移す。 </li><li>酵母20μLをSD-Trp-Leu培地180μLに移し、通気性のシールでブロックをシールします。インキュベート30℃振盪器で36時間インキュベートした。 </li></ol></li><li> 9日目（朝）：酵素測定のための培養を開始する。 <ol><li> 100μLの培養液を滅菌96ディープウェルブロックのYPDA培地500μLに移す。 </li><li>滅菌したディープウェルプレートを通気性のシールで覆い、200 rpmで撹拌しながら（OD 600 0.3〜0.6まで）30℃で3〜5時間インキュベートする。 </li><li>培養を再懸濁し、分光光度計プレート（OD 600を測定）上のマルチチャンネルピペットを用いて125μLを移す。 注意：注意：OD 600が0.3〜0.6未満である場合は、最後の液滴を泡を避けるために分注しないでください。残りの細胞を1〜2時間インキュベートしてください。このステップで使用した125μLの培養液は、廃棄するか、元のディープウェルブロックにユーザーの裁量で戻すことができます。 </li><li>ディープウェルブロック中の残りの細胞を3000 xgおよび21℃で10分間遠心分離する。スーパーナタールを削除tを反転させる。 </li><li> 200μLのZ緩衝液を加えてボルテックスする。 注： 表1の Zバッファのレシピを参照してください。 </li><li> 3000 xgおよび21℃で5分間遠心分離する。反転させて上清を除去する。 </li><li> 20μLのZ緩衝液およびボルテックスを加える。 </li><li>凍結融解サイクルに耐えることができるシーリングホイルでプレートを覆う。ヒュームフード内で液体窒素を使用して4サイクルの凍結/融解を行い、次に水浴中で42℃（それぞれ2分間）を行う。 </li><li> 200μLのZ-バッファー/β-メルカプトエタノール（β-ME）/オルソ - ニトロフェニル-β-ガラクトシド（ONPG）を加える（12mL、21μL、それぞれ8.4mgで20mLの溶液が得られる; 常に新鮮なものを調製する ）。 注記：ONPGは正しく溶解するまでに時間がかかりますので、このステップに達する1時間前に溶液を調製してください。 ONPGは、β-ガラクトシダーゼ活性の測定のための基質として働く。 </li><li> 30°Cで17〜24時間インキュベートする（色が以前のpr次のステップに進みます）。 </li></ol></li><li> 10日目（朝）：反応を止め、測定する。 <ol><li>反応と記録時間を停止するために110μLの1MのNa 2 CO 3を追加します。 </li><li>ボルテックスし、3000×gおよび21℃で10分間遠心分離する。 </li><li>マルチチャネルを用いて125μLの上清を採取し、OD 420を測定する。 注：気泡を避けるために、最後のドロップを分配しないでください。 </li><li>スプレッドシート中のβ-gal活性：1000×OD 420 /（時間（分）×体積（mL）×OD 600 ）を計算する。 </li></ol></li></ol>

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	<li>Saghbini, M., Hoekstra, D., Gautsch, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Media+formulations+for+various+two-hybrid+systems.">Media formulations for various two-hybrid systems.</a> Methods Mol Biol. 177, 15-39 (2001).</li><li>Reece-Hoyes, J. S., Marian Walhout, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Yeast+one-hybrid+assays:+A+historical+and+technical+perspective.">Yeast one-hybrid assays: A historical and technical perspective.</a> Methods. 57 (4), 441-447 (2012).</li><li>Rigaut, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+generic+protein+purification+method+for+protein+complex+characterization+and+proteome+exploration.">A generic protein purification method for protein complex characterization and proteome exploration.</a> Nat Biotechnol. 17 (10), 1030-1032 (1999).</li><li>Puig, O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Tandem+Affinity+Purification+(TAP)+Method:+A+General+Procedure+of+Protein+Complex+Purification.">The Tandem Affinity Purification (TAP) Method: A General Procedure of Protein Complex Purification.</a> Methods. 24 (3), 218-229 (2001).</li><li>Gavin, A. -. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+organization+of+the+yeast+proteome+by+systematic+analysis+of+protein+complexes.">Functional organization of the yeast proteome by systematic analysis of protein complexes.</a> Nature. 415 (6868), 141-147 (2002).</li><li>Tripathi, P., Carvallo, M., Hamilton, E. E., Preuss, S., Kay, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Arabidopsis+B-BOX32+interacts+with+CONSTANS-LIKE3+to+regulate+flowering.">Arabidopsis B-BOX32 interacts with CONSTANS-LIKE3 to regulate flowering.</a> Proc Natl Acad Sci USA. 114 (1), 172-177 (2017).</li><li>Helfer, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=LUX+ARRHYTHMO+encodes+a+nighttime+repressor+of+circadian+gene+expression+in+the+Arabidopsis+core+clock.">LUX ARRHYTHMO encodes a nighttime repressor of circadian gene expression in the Arabidopsis core clock.</a> Curr Biol : CB. 21 (2), 126-133 (2011).</li><li>Pruneda-Paz, J. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+genome-scale+resource+for+the+functional+characterization+of+Arabidopsis+transcription+factors.">A genome-scale resource for the functional characterization of Arabidopsis transcription factors.</a> Cell Rep. 8 (2), 622-632 (2014).</li><li>Wanke, D., Harter, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+of+Plant+Regulatory+DNA+sequences+by+the+Yeast-One-Hybrid+Assay.">Analysis of Plant Regulatory DNA sequences by the Yeast-One-Hybrid Assay.</a> Methods Mol Biol. 479, 291-309 (2009).</li><li>Klein, P., Dietz, K. -. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identification+of+DNA-Binding+Proteins+and+Protein-Protein+Interactions+by+Yeast+One-Hybrid+and+Yeast+Two-Hybrid+Screen.">Identification of DNA-Binding Proteins and Protein-Protein Interactions by Yeast One-Hybrid and Yeast Two-Hybrid Screen.</a> Methods Mol Biol. 639, 171-192 (2010).</li><li>Breton, G., Kay, S. A., Pruneda-Paz, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identification+of+Arabidopsis+Transcriptional+Regulators+by+Yeast+One-Hybrid+Screens+Using+a+Transcription+Factor+ORFeome.">Identification of Arabidopsis Transcriptional Regulators by Yeast One-Hybrid Screens Using a Transcription Factor ORFeome.</a> Methods Mol Biol. 1398, 107-118 (2016).</li><li>Deplancke, B., Vermeirssen, V., Arda, H. E., Martinez, N. J., Walhout, A. J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gateway-Compatible+Yeast+One-Hybrid+Screens.">Gateway-Compatible Yeast One-Hybrid Screens.</a> CSH Protoc. 2006 (5), (2006).</li><li>Deplancke, B., Dupuy, D., Vidal, M., Walhout, A. J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+gateway-compatible+yeast+one-hybrid+system.">A gateway-compatible yeast one-hybrid system.</a> Genome Res. 14 (10B), 2093-2101 (2004).</li></ol>

著者は利害の衝突を宣言しない。

既存のY1H標準手順は、そのDNA餌に結合する単一のタンパク質餌を同定するのに適している。種々の技術的改変により、既存のシステムは転写調節ネットワークを規定するために利用されている。しかし、TFは、2つ以上のTFまたはタンパク質を含む複合体の一部として機能することが知られており、TFの一部のみがDNAに結合することができる。タンパク質結合ドメインのみを有し、DNAに結合する...

<html>一般に、タンパク質-DNA相互作用を理解するために、Y1Hアッセイは実験室環境でうまく使用される好ましいシステムである1 。基本的なY1Hアッセイは、2つの成分を含む：a）レポータータンパク質をコードする遺伝子の上流に首尾よくクローニングされた目的のDNAを有するレポーター構築物; b）目的のTFと酵母転写活性化ドメイン（AD）との間に融合タンパク質を生成する発現構築物。目的のDNAは一般に「餌」と呼ばれ、融合タンパク質は「獲物」として知られている。過去数年間に、Y1Hアッセイの複数のバージョンが、独自の利点を備えた特定のニーズに合わせて開発されました2 。既存のY1Hアッセイは、一度に1つのタンパク質のDNAベイトとの相互作用を同定および確認するために首尾よく実施することができるが、ヘテロ二量体または多量体タンパク質-DNA相互作用を同定する能力は欠如している。 このアッセイの目的は、目的のタンパク質を活性化ドメイン（pDEST22：配列番号2）で発現させることであり、これは、標的DNA配列に結合する複数のタンパク質を同時に研究することを可能にする既存のY1Hの改変版である。 TF）と接触させ、酵母系において相互作用するタンパク質パートナー（pDEST32ΔDBD-TF）の存在下および/または非存在下でレポーターに融合した候補DNA領域の活性化を評価する。タンパク質は、標的の活性化のために必要とされる。これは、GATEWAYクローニング適合システムであり、従って、通常の実験室内で使用することが可能である。したがって、 インビトロでの分子および機能検証のためのそれらの可能なDNA標的に結合するタンパク質複合体を確認することは有利な戦略であるまたは任意のシステム。このようなタンデムアフィニティ精製などの現在の技術は、（TAP）の方法は高価であり、労働集約的であるが、大規模な3、4、5にタンパク質hetrocomplexesの検出を可能にします。この改変された酵母一ハイブリッドは、小規模の定期的な研究室で成功裏に実施することができ（ 図1 ）、費用対効果も高い。 Y1.5Hアッセイは、異種系を用いて共通のDNA標的に結合する多量体タンパク質複合体の役割を定義するという仮説を検証し検証するために、共同体全体の研究者を容易にすることができる。この知見に基づいて、この仮説は、好ましい研究系においてインビボで検証され得る 。最近、我々は、シロイヌナズナ6における開花を調節するためのTFの役割およびその作用様式を定義するためにこのアプローチを使用した6 。

<table><tbody><tr><td>pDEST22 vector</td><td>Invitrogen</td><td>PQ1000101</td><td>Pro-Quest Two hybrid system kit</td></tr><tr><td>pDEST32delatDBD</td><td>Invitrogen</td><td>PQ1000102</td><td>Pro-Quest Two hybrid system kit; this vecor is modified. It is pDEST32 minus DNA binding Domain</td></tr><tr><td>pENTR/D-TOPO Cloning Kit</td><td>Invitrogen</td><td>K240020</td><td></td></tr><tr><td>YM4271 Strain</td><td>Clontech</td><td>K1603-1</td><td>MATCHMAKER One-Hybrid System</td></tr><tr><td>pEXP-AD502</td><td>Invitrogen</td><td>PQ1000101</td><td>Pro-Quest Two hybrid system kit</td></tr><tr><td>GATEWAY LR Clonase II enzyme mix</td><td>Invitrogen</td><td>11791020</td><td></td></tr><tr><td>YPDA media</td><td>Clontech</td><td>630410</td><td></td></tr><tr><td>SD-Agar</td><td>Clontech</td><td>630412</td><td></td></tr><tr><td>SD minimal media</td><td>Clontech</td><td>630411</td><td></td></tr><tr><td>Uracil DO Supplement</td><td>Clontech</td><td>630416</td><td></td></tr><tr><td>Tryptophan Do Supplement</td><td>Clontech</td><td>630413</td><td></td></tr><tr><td>Tris Base</td><td>Fisher Scientific</td><td>BP152-1</td><td></td></tr><tr><td>EDTA</td><td>Fisher Scientific</td><td>S311-500</td><td></td></tr><tr><td>LiAc</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>L4158</td><td></td></tr><tr><td>Saplmon Sperm (10mg/ml)</td><td>Invitrogen</td><td>15632011</td><td></td></tr><tr><td>96 well round bottom Plate</td><td>Greiner bio-one</td><td>650101</td><td></td></tr><tr><td>PEG3350</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>1546547</td><td></td></tr><tr><td>96-deep well block</td><td>USA Scientific</td><td>1896-2000</td><td></td></tr><tr><td>Sealable Foil</td><td>USA Scientific</td><td>2923-0110</td><td></td></tr><tr><td>Araseal</td><td>Excel Scientific</td><td>B-100</td><td></td></tr><tr><td>2-mercaptoethanol</td><td>Fisher Scientific</td><td>034461-100</td><td></td></tr><tr><td>ONPG</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>73660</td><td></td></tr><tr><td>Na&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;CO&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>223484</td><td></td></tr><tr><td>Na&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;HPO&lt;sub&gt;4&lt;/sub&gt;&amp;nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S3264</td><td></td></tr><tr><td>NaH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;PO&lt;sub&gt;4&lt;/sub&gt;&amp;nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S3139</td><td></td></tr><tr><td>KCL</td><td>Fisher Scientific</td><td>BP366-500</td><td></td></tr><tr><td>MgSO&lt;sub&gt;4&lt;/sub&gt;&amp;nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>83266</td><td></td></tr><tr><td>HCL</td><td>Fisher Scientific</td><td>SA54-4</td><td></td></tr><tr><td>Drybath</td><td>Thermo Fischer</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Voretx</td><td>Thermo Fischer</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Centrifgue</td><td>Eppendorf</td><td>Centrifuge 5810R</td><td></td></tr><tr><td>Plate Reader</td><td>Molecular Device</td><td></td><td>SPECTRAMAX PLUS Microplate Spectrophotometer</td></tr><tr><td>Incubator</td><td>Thermo Fisher</td><td>Model No. 5250- 37 Degree, 6250-30 degrees</td><td></td></tr><tr><td>Shaker Incubator</td><td>New Brunswick</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Water Bath</td><td>Thermo Fisher</td><td>IsoTemp 205</td><td></td></tr><tr><td>Puncher</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>50 ml Falocn</td><td>BD Falcon</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Beaker</td><td>Nalgene</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Flask</td><td>Nalgene</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Petriplates (150mm)</td><td>Greiner bio-one</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

a modified yeast-one hybrid system for heteromeric protein complex-dna interaction studies

長年にわたって、酵母1ハイブリッドアッセイは、転写因子（TF）およびそれらのDNA標的などのタンパク質間の物理的相互作用の同定および確認のための重要な技術であることが証明されている。本明細書中に提示される方法は、Y1Hの基本概念を利用するが、標的DNAに結合するタンパク質複合体を研究し、検証するためにさらに修飾される。したがって、これは、改変酵母一ハイブリッド（Y1.5H）アッセイと呼ばれる。このアッセイは費用対効果が高く、通常の実験室環境で簡単に実施できます。異種システムを使用してもかかわらず 、記載された方法は、試験の任意のシステムで機能的ゲノミクス、特に植物ゲノミクスのためのそれらのDNA標的（単数または複数）に結合するヘテロメリックタンパク質複合体をテストし検証するための貴重なツールであり得ます。

関心対象のタンパク質を含む酵母細胞におけるDNA領域の同時形質転換のための一般的なプレートセットアップ手順（ 図2 ）。プレートのセットアップは、実験の必要性および試験されたDNA領域/フラグメントの数に従って改変することができる。プロトコールの5日後、よく増殖し陽性のプレートは図3のように見えるはずで?...

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A Modified Yeast-one Hybrid System for Heteromeric Protein Complex-DNA Interaction Studies

異種タンパク質複合体-DNA相互作用研究のための改変酵母1ハイブリッドシステム

本明細書に記載の改変酵母一ハイブリッドアッセイは、任意の機能的ゲノミクス研究のための異種系におけるヘテロメリックタンパク質複合体-DNA相互作用を研究および検証するための古典的酵母一ハイブリッド（Y1H）アッセイの延長である。

Over the years, the yeast one-hybrid assay has proven to be an important technique for the identification and validation of physical interactions between ...

a-modified-yeast-one-hybrid-system-for-heteromeric-protein-complex

Research

JoVE Journal

Biochemistry

11.3K ビュー.  University of Southern California. 本明細書に記載の改変酵母一ハイブリッドアッセイは、任意の機能的ゲノミクス研究のための異種系におけるヘテロメリックタンパク質複合体-DNA相互作用を研究および検証するための古典的酵母一ハイブリッド（Y1H）アッセイの延長である。 

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A Yeast 2-Hybrid Screen in Batch to Compare Protein Interactions

Screening for protein-protein interactions using the yeast 2-hybrid assay has long been an effective tool, but its use has largely been limited to the discovery of high-affinity interactors that are highly enriched in the library of interacting candidates. In a traditional format, the yeast 2-hybrid assay can yield too many colonies to analyze when conducted at low stringency where low affinity interactors might be found. Moreover, without a comprehensive and complete interrogation of the same library against different bait plasmids, a comparative analysis cannot be achieved. Although some of these problems can be addressed using arrayed prey libraries, the cost and infrastructure required to operate such screens can be prohibitive. As an alternative, we have adapted the yeast 2-hybrid assay to simultaneously uncover dozens of transient and static protein interactions within a single screen utilizing a strategy termed DEEPN (Dynamic Enrichment for Evaluation of Protein Networks), which incorporates high-throughput DNA sequencing and computation to follow the evolution of a population of plasmids that encode interacting partners. Here, we describe customized reagents and protocols that allow a DEEPN screen to be executed easily and cost-effectively.

Batch processing of yeast 2-hybrid screens allows for direct comparison of the interaction profiles of multiple bait proteins with a highly complex set of prey fusion proteins. Here, we describe refined methods, new reagents, and how to implement their use for such screens.

蛋白質の相互作用を比較するバッチの酵母 2 ハイブリッド スクリーン

Screening for protein-protein interactions using the yeast 2-hybrid assay has long been an effective tool, but its use has largely been limited to the ...

生化学

Enhanced Yeast One-hybrid Screens To Identify Transcription Factor Binding To Human DNA Sequences

Identifying the sets of transcription factors (TFs) that regulate each human gene is a daunting task that requires integrating numerous experimental and computational approaches. One such method is the yeast one-hybrid (Y1H) assay, in which interactions between TFs and DNA regions are tested in the milieu of the yeast nucleus using reporter genes. Y1H assays involve two components: a &#8216;DNA-bait&#8217; (e.g., promoters, enhancers, silencers, etc.) and a &#8216;TF-prey,&#8217; which can be screened for reporter gene activation. Most published protocols for performing Y1H screens are based on transforming TF-prey libraries or arrays into DNA-bait yeast strains. Here, we describe a pipeline, called enhanced Y1H (eY1H) assays, where TF-DNA interactions are interrogated by mating DNA-bait strains with an arrayed collection of TF-prey strains using a high density array (HDA) robotic platform that allows screening in a 1,536 colony format. This allows for a dramatic increase in throughput (60 DNA-bait sequences against &#62;1,000 TFs takes two weeks per researcher) and reproducibility. We illustrate the different types of expected results by testing human promoter sequences against an array of 1,086 human TFs, as well as examples of issues that can arise during screens and how to troubleshoot them.

Here, we present an enhanced yeast one-hybrid screening protocol to identify the transcription factors (TFs) that can bind to a human DNA region of interest. This method uses a high-throughput screening pipeline that can interrogate the binding of &#62;1,000 TFs in a single experiment.

人間の DNA 配列に結合する転写因子を識別するために強化されたイースト 1 ハイブリッド スクリーン

Identifying the sets of transcription factors (TFs) that regulate each human gene is a daunting task that requires integrating numerous experimental and ...

遺伝学

Split-Ubiquitin Based Membrane Yeast Two-Hybrid (MYTH) System: A Powerful Tool For Identifying Protein-Protein Interactions

The fundamental biological and clinical importance of integral membrane proteins prompted the development of a yeast-based system for the high-throughput identification of protein-protein interactions (PPI) for full-length transmembrane proteins. To this end, our lab developed the split-ubiquitin based Membrane Yeast Two-Hybrid (MYTH) system. This technology allows for the sensitive detection of transient and stable protein interactions using Saccharomyces cerevisiae as a host organism. MYTH takes advantage of the observation that ubiquitin can be separated into two stable moieties: the C-terminal half of yeast ubiquitin (Cub) and the N-terminal half of the ubiquitin moiety (Nub). In MYTH, this principle is adapted for use as a 'sensor' of protein-protein interactions. Briefly, the integral membrane bait protein is fused to Cub which is linked to an artificial transcription factor. Prey proteins, either in individual or library format, are fused to the Nub moiety. Protein interaction between the bait and prey leads to reconstitution of the ubiquitin moieties, forming a full-length 'pseudo-ubiquitin' molecule. This molecule is in turn recognized by cytosolic deubiquitinating enzymes, resulting in cleavage of the transcription factor, and subsequent induction of reporter gene expression. The system is highly adaptable, and is particularly well-suited to high-throughput screening. It has been successfully employed to investigate interactions using integral membrane proteins from both yeast and other organisms.

Split-Ubiquitin Based Membrane Yeast Two-Hybrid MYTH System: A Powerful Tool For Identifying Protein-Protein Interactions

MYTH allows the sensitive detection of transient and stable interactions between proteins that are expressed in the model organism Saccharomyces cerevisiae. It has been successfully applied to study exogenous and yeast integral membrane proteins in order to identify their interacting partners in a high throughput manner.

スプリットユビキチンによる膜酵母ツーハイブリッド（神話）システム：タンパク質間相互作用を識別するための強力なツール

The fundamental biological and clinical importance of integral membrane proteins prompted the development of a yeast-based system for the high-throughput ...

生物学

Unravelling the Function of a Bacterial Effector from a Non-cultivable Plant Pathogen Using a Yeast Two-hybrid Screen

Unravelling the molecular mechanisms of disease manifestations is important to understand pathologies and symptom development in plant science. Bacteria have evolved different strategies to manipulate their host metabolism for their own benefit. This bacterial manipulation is often coupled with severe symptom development or the death of the affected plants. Determining the specific bacterial molecules responsible for the host manipulation has become an important field in microbiological research. After the identification of these bacterial molecules, called &#34;effectors,&#34; it is important to elucidate their function. A straightforward approach to determine the function of an effector is to identify its proteinaceous binding partner in its natural host via a yeast two-hybrid (Y2H) screen. Normally the host harbors numerous potential binding partners that cannot be predicted sufficiently by any in silico algorithm. It is thus the best choice to perform a screen with the hypothetical effector against a whole library of expressed host proteins. It is especially challenging if the causative agent is uncultivable like phytoplasma. This protocol provides step-by-step instructions for DNA purification from a phytoplasma-infected woody host plant, the amplification of the potential effector, and the subsequent identification of the plant&#39;s molecular interaction partner with a Y2H screen. Even though Y2H screens are commonly used, there is a trend to outsource this technique to biotech companies that offer the Y2H service at a cost. This protocol provides instructions on how to perform a Y2H in any decently equipped molecular biology laboratory using standard lab techniques.

Bacterial effector proteins are important for establishing successful infections. This protocol describes the experimental identification of proteinaceous binding partners of a bacterial effector protein in its natural plant host. Identifying these effector interactions via yeast two-hybrid screens has become an important tool in unravelling molecular pathogenicity strategies.

酵母ツーハイブリッドスクリーンを用いた非耕作植物病原体から細菌のエフェクターの機能をUnravelling

Unravelling the molecular mechanisms of disease manifestations is important to understand pathologies and symptom development in plant science. Bacteria ...

免疫・感染学

Modified Yeast-Two-Hybrid System to Identify Proteins Interacting with the Growth Factor Progranulin

Progranulin (PGRN), also known as granulin epithelin precursor (GEP), is a 593-amino-acid autocrine growth factor. PGRN is known to play a critical role in a variety of physiologic and disease processes, including early embryogenesis, wound healing 1, inflammation 2, 3, and host defense 4. PGRN also functions as a neurotrophic factor 5, and mutations in the PGRN gene resulting in partial loss of the PGRN protein cause frontotemporal dementia 6, 7. Our recent studies have led to the isolation of PGRN as an important regulator of cartilage development and degradation 8-11. Although PGRN, discovered nearly two decades ago, plays crucial roles in multiple physiological and pathological conditions, efforts to exploit the actions of PGRN and understand the mechanisms involved have been significantly hampered by our inability to identify its binding receptor(s). To address this issue, we developed a modified yeast two-hybrid (MY2H) approach based on the most commonly used GAL4 based 2-hybrid system. Compared with the conventional yeast two-hybrid screen, MY2H dramatically shortens the screen process and reduces the number of false positive clones. In addition, this approach is reproducible and reliable, and we have successfully employed this system in isolating the binding proteins of various baits, including ion channel 12, extracellular matrix protein 10, 13, and growth factor14. In this paper, we describe this MY2H experimental procedure in detail using PGRN as an example that led to the identification of TNFR2 as the first known PGRN-associated receptor 14, 15.

We have modified the conventional yeast two-hybrid screening, an effective genetic tool in identifying protein interaction. This modification markedly shortens the process, reduces the workload, and most importantly, reduces the number of false positives. In addition, this approach is reproducible and reliable.

成長因子Progranulinと相互作用するタンパク質を識別するように変更酵母ツーハイブリッドシステム

Progranulin (PGRN), also known as granulin epithelin precursor (GEP), is a 593-amino-acid autocrine growth factor. PGRN is known to play a critical role ...

Reverse Yeast Two-hybrid System to Identify Mammalian Nuclear Receptor Residues that Interact with Ligands and/or Antagonists

As a critical regulator of drug metabolism and inflammation, Pregnane X Receptor (PXR), plays an important role in disease pathophysiology linking metabolism and inflammation (e.g.&#160;hepatic steatosis)1,2. There has been much progress in the identification of agonist ligands for PXR, however, there are limited descriptions of drug-like antagonists and their binding sites on PXR3,4,5. A critical barrier has been the inability to efficiently purify full-length protein for structural studies with antagonists despite the fact that PXR was cloned and characterized in 1998. Our laboratory developed a novel high throughput yeast based two-hybrid assay to define an antagonist, ketoconazole&#39;s, binding residues on PXR6. Our method involves creating mutational libraries that would rescue the effect of single mutations on the AF-2 surface of PXR expected to interact with ketoconazole. Rescue or &#34;gain-of-function&#34; second mutations can be made such that conclusions regarding the genetic interaction of ketoconazole and the surface residue(s) on PXR are feasible. Thus, we developed a high throughput two-hybrid yeast screen of PXR mutants interacting with its coactivator, SRC-1. Using this approach, in which the yeast was modified to accommodate the study of the antifungal drug, ketoconazole, we could demonstrate specific mutations on PXR enriched in clones unable to bind to ketoconazole. By reverse logic, we conclude that the original residues are direct interaction residues with ketoconazole. This assay represents a novel, tractable genetic assay to screen for antagonist binding sites on nuclear receptor surfaces. This assay could be applied to any drug regardless of its cytotoxic potential to yeast as well as to cellular protein(s) that cannot be studied using standard structural biology or proteomic based methods. Potential pitfalls include interpretation of data (complementary methods useful), reliance on single Y2H method, expertise in handling yeast or performing yeast two-hybrid assays, and assay optimization.

Ketoconazole binds to and antagonizes Pregnane X Receptor (PXR) activation. Yeast high throughput screens of PXR mutants define a unique region for ketoconazole binding. This yeast-based genetic method discovers novel nuclear receptor interactions with ligands that associate with surface binding sites.

相互作用するリガンドおよび/またはアンタゴニストと、哺乳動物核内受容体残基を同定するために逆酵母ツーハイブリッドシステム

As a critical regulator of drug metabolism and inflammation, Pregnane X Receptor (PXR), plays an important role in disease pathophysiology linking ...

<meta charset="utf8"></head><body>酵母表面ディスプレイ技術によるタンパク質機能の最適化

Protein Engineering by Yeast Surface Display

Protein engineering enables the improvement of existing functions of a given protein or the generation of novel functions. One of the most widely used and versatile tools in the protein engineering field is yeast surface display, where a pool of randomized proteins is expressed on the surface of yeast. The linkage of phenotype (e.g., binding of the yeast-displayed protein to the antigen of interest) and genotype (the plasmid encoding for the protein variant) enables selection of this library for desired properties and subsequent sequencing of enriched variants. By combining magnetic bead selection with flow cytometric sorting, protein variants with enhanced binding to a target antigen can be selected and enriched. Notably, in addition to affinity maturation, binding to a target can also be achieved without any initial binding affinity. Here, we provide a step-by-step protocol that covers all essential parts of a yeast surface display selection campaign and gives examples of typical yeast surface display results. We demonstrate that yeast surface display is a broadly applicable and robust method that can be established in any molecular biology laboratory with access to flow cytometry.

<meta charset="utf8"></head><body>酵母表面ディスプレイによるタンパク質工学

This protocol describes the essential steps for conducting yeast surface display selection campaigns to enrich protein variants binding to an antigen of interest.

酵母表面ディスプレイによるタンパク質工学

Protein engineering enables the improvement of existing functions of a given protein or the generation of novel functions. One of the most widely used and ...

生物工学

Genetic and Biochemical Approaches for In Vivo and In Vitro Assessment of Protein Oligomerization: The Ryanodine Receptor Case Study

Oligomerization is often a structural requirement for proteins to accomplish their specific cellular function. For instance, tetramerization of the ryanodine receptor (RyR) is necessary for the formation of a functional Ca2+ release channel pore. Here, we describe detailed protocols for the assessment of protein self-association, including yeast two-hybrid (Y2H), co-immunoprecipitation (co-IP) and chemical cross-linking assays. In the Y2H system, protein self-interaction is detected by &#946;-galactosidase assay in yeast co-expressing GAL4 bait and target fusions of the test protein. Protein self-interaction is further assessed by co-IP using HA- and cMyc-tagged fusions of the test protein co-expressed in mammalian HEK293 cells. The precise stoichiometry of the protein homo-oligomer is examined by cross-linking and SDS-PAGE analysis following expression in HEK293 cells. Using these different but complementary techniques, we have consistently observed the self-association of the RyR N-terminal domain and demonstrated its intrinsic ability to form tetramers. These methods can be applied to protein-protein interaction and homo-oligomerization studies of other mammalian integral membrane proteins.

Genetic and Biochemical Approaches for In Vivo and In Vitro Assessment of Protein Oligomerization: The Ryanodine Receptor Case Study

Oligomerization of the ryanodine receptor, a homo-tetrameric ion channel mediating Ca2+ release from intracellular stores, is critical for skeletal and cardiac muscle contraction. Here, we present complementary in vivo and in vitro methods to detect protein self-association and determine homo-oligomer stoichiometry.

以下のための遺伝学的および生化学的アプローチ<em&gt;インビボ</em&gt;と<em&gt;インビトロ</em&gt;タンパク質のオリゴマーの評価：リアノジン受容体のケーススタディ

Oligomerization is often a structural requirement for proteins to accomplish their specific cellular function. For instance, tetramerization of the ...

異種タンパク質複合体-DNA相互作用研究のための改変酵母1ハイブリッドシステム

要約

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蛋白質の相互作用を比較するバッチの酵母 2 ハイブリッドスクリーン

人間の DNA 配列に結合する転写因子を識別するために強化されたイースト 1 ハイブリッドスクリーン

スプリットユビキチンによる膜酵母ツーハイブリッド（神話）システム：タンパク質間相互作用を識別するための強力なツール

酵母ツーハイブリッドスクリーンを用いた非耕作植物病原体から細菌のエフェクターの機能をUnravelling

成長因子Progranulinと相互作用するタンパク質を識別するように変更酵母ツーハイブリッドシステム

相互作用するリガンドおよび/またはアンタゴニストと、哺乳動物核内受容体残基を同定するために逆酵母ツーハイブリッドシステム

酵母表面ディスプレイによるタンパク質工学

酵母表面ディスプレイによるタンパク質工学

酵母表面ディスプレイによるタンパク質工学

以下のための遺伝学的および生化学的アプローチ

異種タンパク質複合体-DNA相互作用研究のための改変酵母1ハイブリッドシステム

要約

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蛋白質の相互作用を比較するバッチの酵母 2 ハイブリッド スクリーン

人間の DNA 配列に結合する転写因子を識別するために強化されたイースト 1 ハイブリッド スクリーン

スプリットユビキチンによる膜酵母ツーハイブリッド（神話）システム：タンパク質間相互作用を識別するための強力なツール

酵母ツーハイブリッドスクリーンを用いた非耕作植物病原体から細菌のエフェクターの機能をUnravelling

成長因子Progranulinと相互作用するタンパク質を識別するように変更酵母ツーハイブリッドシステム

相互作用するリガンドおよび/またはアンタゴニストと、哺乳動物核内受容体残基を同定するために逆酵母ツーハイブリッドシステム

酵母表面ディスプレイによるタンパク質工学

酵母表面ディスプレイによるタンパク質工学

酵母表面ディスプレイによるタンパク質工学

以下のための遺伝学的および生化学的アプローチ

蛋白質の相互作用を比較するバッチの酵母 2 ハイブリッドスクリーン

人間の DNA 配列に結合する転写因子を識別するために強化されたイースト 1 ハイブリッドスクリーン