이 연구는 폴란드 크라쿠프의 국립 과학 센터 (NCN)의 보조금 번호 2016 / 23 / D / NZ3 / 01314에 의해 지원되었습니다.

1. 발현 플라스미드의 생성
<ol><li>토폴로지 예측 도구를 사용하여 관심 있는 단백질의 막 토폴로지를 검사합니다.</li>
	<li>융합 단백질이 골지 막에 삽입되면 더 크고 작은 단편이 세포질에 직면하도록 복제 전략을 설계하십시오. 여기에 제시된 경우와 같이, 관심있는 단백질의 N- 및 C-테르미니가 모두 세포질 지향적이라면, 여덟 가지 가능한 방법으로 단백질을 태그한다( 도 1B 참조). 관심있는 하나 또는 두 단백질 모두의 N- 또는 C 말단이 발광 지향적 인 경우, 태깅에서 제외하십시오.</li>
	<li>관심있는 유전자를 표준 클로닝 프로토콜에 따라 적절한 발현 벡터 내로 서브클로닝한다 ( 물질의 표 참조). 참고: 일부 태그 지정 옵션은 불충분한 근접성, 차선의 방향 또는 공간 제약으로 인해 작동하지 않을 수 있으므로 가능한 모든 방향을 테스트하는 것이 좋습니다.</li>
</ol>2. 발현 플라스미드를 세포내로의 일시적 형질감염
<ol><li>트립신화에 의해 부착성 HEK293T 세포 배양물을 수확하고, 세포를 전용 완전 성장 배지에 재현탁시킨다. 세포(2 x 104/100 μL/웰)를 투명한 바닥, 흰색 측면 96웰 플레이트에 플레이트에 플레이트합니다. 반복실험을 포함하여 테스트된 모든 조합 및 컨트롤을 수용할 수 있도록 웰의 총 수를 조정합니다. 참고: 열적 이동을 최소화하고 하룻밤 사이에 증발을 피하기 위해 플레이트의 내부 60개 웰만 사용하십시오. 폴리-D-라이신 코팅 플레이트를 사용하는 것은 물질 표에 표시된 것과 같이 매우 권장되며, 그렇지 않으면 후속 세척 단계 동안 세포가 분리될 수 있습니다.</li>
	<li>세포를 표준 조건(37°C, 5% CO2)에서 밤새 배양한다.</li>
	<li>다음날 세포를 점 1.1에서 수득된 발현 플라스미드의 원하는 조합물로 형질감염시킨다.<ol>
<li>발현 플라스미드를 무혈청 배지 ( 표 참조)에서 각 구축물에 대해 6.25 ng/μL로 희석한다.</li>
		<li>지질계 형질감염 시약을 적절한 지질-DNA 비율로 첨가하고, 제조자의 지시에 따라 인큐베이션한다.</li>
		<li>8 μL의 지질:DNA 혼합물을 지정된 웰에 첨가한다. 부드러운 회전으로 접시의 내용물을 혼합하십시오. 이것은 50 ng/well에서 두 발현 작제물의 형질감염을 초래한다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>세포를 표준 조건(37°C, 5% CO2)에서 20-24시간 동안 배양하였다. 참고: 세포를 더 오랜 시간 동안 배양하면 더 높은 수준의 융합 단백질 발현이 발생할 수 있으며, 이는 단편 간의 비특이적 연관성을 촉진시킬 수 있다.</li>
</ol>3. 중간 교환
<ol><li>다음날, 컨디셔닝 배지를 각 웰에 무혈청 배지 100 μL로 교체한다. 배지 교환 시 세포가 분리되지 않았는지 확인하십시오. 참고 :이 단계는 furimazine 작업 용액을 첨가하기 전에 2-3 시간 전에 수행해야합니다. 혈청 철수는 furimazine의 자기 발광으로 인한 배경을 최소화합니다.</li>
</ol>4. 후리마진 작업액의 제조
<ol><li>측정 직전에 1 부피의 furimazine을 19 부피의 희석 완충액 (20 배 희석)과 혼합하십시오. 참고: 준비될 furimazine 작업 용액의 총 부피는 분석될 개별 웰의 수에 따라 달라집니다(furimazine 작업 용액은 1:5 비율로 세포 배양 배지에 첨가되므로, 이전에 100 μL의 무혈청 배지로 채워진 각 웰에 25 μL의 furimazine 작업 용액을 첨가해야 함).</li>
	<li>furimazine 작업 용액을 지정된 웰 (25 μL / 웰)에 추가하십시오. 플레이트를 손으로 또는 오비탈 셰이커를 사용하여 부드럽게 혼합한다(예를 들어, 300-500 rpm에서 15초).</li>
</ol>5. 발광 측정
<ol><li>플레이트를 발광 마이크로플레이트 판독기에 삽입합니다.<ol>
<li>37°C에서 수행되어야 하는 실험을 위해 플레이트를 지시된 온도에서 10-15분 동안 평형화시킨다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>분석할 웰을 선택합니다.</li>
	<li>통합 시간이 0.3초인 발광을 읽습니다. 필요한 경우 최대 2시간 동안 발광을 계속 모니터링합니다.</li>
</ol>6. 데이터 분석
<ol><li>모든 테스트 및 제어 조합에 대한 평균값과 표준 편차를 계산합니다.</li>
	<li>여러 비교를 통해 단방향 ANOVA를 사용하여 데이터를 분석합니다.</li>
	<li>관심 조합에 대해 얻어진 평균 발광을 상응하는 음성 대조군에 대해 얻어진 평균 발광으로 나눔으로써 폴드 변화 값을 계산한다. 결과를 평가합니다. 참고: 여기에 제안된 데이터 분석에 대한 접근 방식은 테스트된 조합에 대해 얻어진 발광이 해당 제어 조합에 대해 얻어진 발광보다 통계적으로 유의하게 높고, 동시에 이들 두 값의 비율이 10을 초과하는 경우 상호작용이 주장될 수 있다고 가정한다.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Hadley, B., 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=Structure+and+function+of+nucleotide+sugar+transporters:+Current+progress.">Structure and function of nucleotide sugar transporters: Current progress.</a> Computational and Structural Biotechnology Journal. 10 (16), 23-32 (2014).</li><li>Puglielli, L., Hirschberg, C. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reconstitution,+identification,+and+purification+of+the+rat+liver+Golgi+membrane+GDP-fucose+transporter.">Reconstitution, identification, and purification of the rat liver Golgi membrane GDP-fucose transporter.</a> Journal of Biological Chemistry. 274 (50), 35596-35600 (1999).</li><li>Puglielli, L., Mandon, E. C., Rancour, D. M., Menon, A. K., Hirschberg, C. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identification+and+purification+of+the+rat+liver+Golgi+membrane+UDP-N-acetylgalactosamine+transporter.">Identification and purification of the rat liver Golgi membrane UDP-N-acetylgalactosamine transporter.</a> Journal of Biological Chemistry. 274 (7), 4474-4479 (1999).</li><li>Gao, X., Dean, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Distinct+protein+domains+of+the+yeast+Golgi+GDP-mannose+transporter+mediate+oligomer+assembly+and+export+from+the+endoplasmic+reticulum.">Distinct protein domains of the yeast Golgi GDP-mannose transporter mediate oligomer assembly and export from the endoplasmic reticulum.</a> Journal of Biological Chemistry. 275 (23), 17718-17727 (2000).</li><li>Olczak, M., Guillen, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+a+mutation+and+an+alternative+splicing+of+UDP-galactose+transporter+in+MDCK-RCAr+cell+line.">Characterization of a mutation and an alternative splicing of UDP-galactose transporter in MDCK-RCAr cell line.</a> Biochimica et Biophysica Acta. 1763 (1), 82-92 (2006).</li><li>Maszczak-Seneczko, D., Sosicka, P., Majkowski, M., Olczak, T., Olczak, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=UDP-N-acetylglucosamine+transporter+and+UDP-galactose+transporter+form+heterologous+complexes+in+the+Golgi+membrane.">UDP-N-acetylglucosamine transporter and UDP-galactose transporter form heterologous complexes in the Golgi membrane.</a> FEBS Letters. 586 (23), 4082-4087 (2012).</li><li>Nji, E., Gulati, A., Qureshi, A. A., Coincon, M., Drew, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Structural+basis+for+the+delivery+of+activated+sialic+acid+into+Golgi+for+sialyation.">Structural basis for the delivery of activated sialic acid into Golgi for sialyation.</a> Nature Structural and Molecular Biology. 26 (6), 415-423 (2019).</li><li>Parker, J. L., Corey, R. A., Stansfeld, P. J., Newstead, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Structural+basis+for+substrate+specificity+and+regulation+of+nucleotide+sugar+transporters+in+the+lipid+bilayer.">Structural basis for substrate specificity and regulation of nucleotide sugar transporters in the lipid bilayer.</a> Nature Communications. 10 (1), 4657 (2019).</li><li>Wiertelak, W., Sosicka, P., Olczak, M., Maszczak-Seneczko, D. <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+homologous+and+heterologous+interactions+between+UDP-galactose+transporter+and+beta-1,4-galactosyltransferase+1+using+NanoBiT.">Analysis of homologous and heterologous interactions between UDP-galactose transporter and beta-1,4-galactosyltransferase 1 using NanoBiT.</a> Analytical Biochemistry. 593, 113599 (2020).</li><li>Hong, K., Ma, D., Beverley, S. M., Turco, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Leishmania+GDP-mannose+transporter+is+an+autonomous,+multi-specific,+hexameric+complex+of+LPG2+subunits.">The Leishmania GDP-mannose transporter is an autonomous, multi-specific, hexameric complex of LPG2 subunits.</a> Biochemistry. 39 (8), 2013-2022 (2000).</li><li>Sosicka, P., 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=An+insight+into+the+orphan+nucleotide+sugar+transporter+SLC35A4.">An insight into the orphan nucleotide sugar transporter SLC35A4.</a> Biochimica et Biophysica Acta. Molecular Cell Research. 1864 (5), 825-838 (2017).</li><li>Sprong, H., 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=Association+of+the+Golgi+UDP-galactose+transporter+with+UDP-galactose:ceramide+galactosyltransferase+allows+UDP-galactose+import+in+the+endoplasmic+reticulum.">Association of the Golgi UDP-galactose transporter with UDP-galactose:ceramide galactosyltransferase allows UDP-galactose import in the endoplasmic reticulum.</a> Molecular Biology of the Cell. 14 (8), 3482-3493 (2003).</li><li>Maszczak-Seneczko, D., 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=UDP-galactose+(SLC35A2)+and+UDP-N-acetylglucosamine+(SLC35A3)+Transporters+Form+Glycosylation-related+Complexes+with+Mannoside+Acetylglucosaminyltransferases+(Mgats).">UDP-galactose (SLC35A2) and UDP-N-acetylglucosamine (SLC35A3) Transporters Form Glycosylation-related Complexes with Mannoside Acetylglucosaminyltransferases (Mgats).</a> Journal of Biological Chemistry. 290 (25), 15475-15486 (2015).</li><li>Khoder-Agha, F., 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=N-acetylglucosaminyltransferases+and+nucleotide+sugar+transporters+form+multi-enzyme-multi-transporter+assemblies+in+golgi+membranes+in+vivo.">N-acetylglucosaminyltransferases and nucleotide sugar transporters form multi-enzyme-multi-transporter assemblies in golgi membranes in vivo.</a> Cellular and Molecular Life Sciences. 76 (9), 1821-1832 (2019).</li><li>Dixon, A. S., 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=NanoLuc+Complementation+Reporter+Optimized+for+Accurate+Measurement+of+Protein+Interactions+in+Cells.">NanoLuc Complementation Reporter Optimized for Accurate Measurement of Protein Interactions in Cells.</a> ACS Chemical Biology. 11 (2), 400-408 (2016).</li><li>Tung, J. K., Berglund, K., Gutekunst, C. -. A., Hochgeschwender, U., Gross, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bioluminescence+imaging+in+live+cells+and+animals.">Bioluminescence imaging in live cells and animals.</a> Neurophotonics. 3 (2), 025001 (2016).</li><li>Hu, C. D., Chinenov, Y., Kerppola, T. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Visualization+of+interactions+among+bZIP+and+Rel+family+proteins+in+living+cells+using+bimolecular+fluorescence+complementation.">Visualization of interactions among bZIP and Rel family proteins in living cells using bimolecular fluorescence complementation.</a> Molecular Cell. 9 (4), 789-798 (2002).</li><li>Inoue, 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=Illuminating+G-Protein-Coupling+Selectivity+of+GPCRs.">Illuminating G-Protein-Coupling Selectivity of GPCRs.</a> Cell. 177 (7), 1933-1947 (2019).</li><li>White, C. W., Caspar, B., Vanyai, H. K., Pfleger, K. D. G., Hill, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CRISPR-Mediated+Protein+Tagging+with+Nanoluciferase+to+Investigate+Native+Chemokine+Receptor+Function+and+Conformational+Changes.">CRISPR-Mediated Protein Tagging with Nanoluciferase to Investigate Native Chemokine Receptor Function and Conformational Changes.</a> Cell Chemical Biology. 27, 499-510 (2020).</li><li>Akinjiyan, F. 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=A+Novel+Luminescence-Based+High-Throuput+Approach+for+Cellular+Resolution+of+Protein+Ubiquitination+using+Tandem+Ubiquitin+Binding+Entities+(TUBEs).">A Novel Luminescence-Based High-Throuput Approach for Cellular Resolution of Protein Ubiquitination using Tandem Ubiquitin Binding Entities (TUBEs).</a> SLAS Discovery. 25 (4), 350-360 (2020).</li><li>Soave, M., Kellam, B., Woolard, J., Briddson, S. J., Hill, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=NanoBiT+Complemetation+to+Monitor+Agonist-Induced+Adenosine+A1+Receptor+Internalization.">NanoBiT Complemetation to Monitor Agonist-Induced Adenosine A1 Receptor Internalization.</a> SLAS Discovery. 25 (2), 186-194 (2020).</li><li>Crowley, E., Leung, E., Reynisson, J., Richardson, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+changes+in+the+ATG5-ATG16L1+complex+following+nutrient+deprivation+measured+using+NanoLuc+Binary+Technlology+(NanoBiT).">Rapid changes in the ATG5-ATG16L1 complex following nutrient deprivation measured using NanoLuc Binary Technlology (NanoBiT).</a> FEBS Journal. , 15275 (2020).</li><li>Shetty, S. K., Walzem, R. L., Davies, B. S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+NanoBiT-based+assay+monitors+the+interaction+between+lipoprotein+lipase+and+GPIHBP1+in+real+time.">A novel NanoBiT-based assay monitors the interaction between lipoprotein lipase and GPIHBP1 in real time.</a> Journal of Lipid Research. 61 (4), 546-559 (2020).</li></ol>

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여기서 우리는 분할 루시퍼라제 보체 검정을 사용하여 NSTs와 같은 골지-상주 유형 III 막 단백질 사이에 형성된 이종 복합체의 시연을 가능하게 하는 상세한 프로토콜을 제공한다. 데이터 분석 및 해석에 대한 제안된 접근법은 관심있는 단백질 조합에 대해 수득된 발광을 상응하는 대조 조합에 대해 수득된 발광과 관련시키는 것을 포함하며, 이는 더 작은 단편과 융합된 박테리아 기원의 더 큰 단?...

이 원고는 분할 루시퍼라제 보체 분석의 가장 최근의 변이체를 사용하여 일시적으로 형질감염된 인간 세포에서 골지-레지던트 타입 III 막 단백질 사이의 이종 상호작용의 존재를 확인하기 위한 단계별 프로토콜을 기술한다. 이 절차는 뉴클레오티드 당 수송체 (NSTs)에 대해 가장 광범위하게 테스트되었지만 N- 및 / 또는 C- 테르미니가 세포질에 직면하고있는 다른 골지 상주 유형 III 막 단백질에 대해서도 긍정적 인 결과를 얻을 수있었습니다.
우리의 연구 그룹은 거대 분자의 글리코실화에서 NST의 역할을 탐구합니다. NSTs는 골지- 및/또는 ER-상주형 III 막 단백질이며, N- 및 C-테르미니는 오르가넬라 막의 세포질 측에 직면한다1. NST는 뉴클레오티드 활성화 당을 소기관막을 가로질러 운반하여 글리코실트랜스퍼라제를 기질과 함께 공급하는 것으로 생각된다. NST는 이량체 및/또는 그 이상의 올리고머2,3,4,5,6,7,8,9,10을 형성한다. 더욱이, 상이한 NST들 사이의 이종성 상호작용도 또한 보고되었다6,11. NSTs는 또한 기능적으로 관련된 글리코실화 효소12,13,14와 복합체를 형성하는 것으로 입증되었다. 우리는 NST와 기능적으로 관련된 골지 상주 단백질의 상호 작용을 연구하기 위해 현재 사용되는 기술인 형광 수명 이미징 (FLIM) 기반 FRET 접근법에 대한 대안을 모색하여 분할 루시퍼라제 보완 분석을 테스트하기로 결정했습니다. 이를 통해 NST와 기능적으로 관련된 글리코실화 효소9 사이의 새로운 상호작용을 확인할 수 있었습니다.
분할 루시퍼라제 보체 분석의 가장 최근의 변형, NanoBiT가 여기에 제시된 프로토콜15에 사용된다. 그것은 두 단편으로부터 루시퍼라제 효소 (예를 들어, NanoLuc)의 재구성에 의존합니다 - 큰 BiT 또는 LgBiT로 불리는 큰 단백질, 17.6 kDa 단백질, 그리고 작은 BiT 또는 SmBiT로 불리는 11 개의 아미노산으로 구성된 작은 단백질. 관심있는 두 단백질은 상보적 단편과 융합되고 인간 세포주에서 일시적으로 발현된다. 두 융합 단백질이 상호작용하는 경우, 세포 투과성 기질의 첨가시 계내에서 발광이 생성된다. 이 두 단편은 그들이 융합된 관심있는 단백질 사이의 상호작용에 의해 함께 모이지 않는 한 최소 친화력과 연관되도록 최적화되었다.
일반적으로, 생체발광-기반 방법은 형광에 기초한 것들보다 몇 가지 장점이 있다. 생체 발광 신호는 루시페라아제 유래 신호16에 비해 배경 발광이 무시할 수 있기 때문에 더 높은 신호 대 잡음비를 갖는다. 대조적으로, 형광-기반 접근법은 일반적으로 자가형광의 현상에 의해 야기되는 비교적 높은 배경으로부터 고통받는다. 게다가, 생체 발광은 형광보다 분석 된 세포에 덜 해롭고, 전자의 경우와 마찬가지로 샘플을 여기시킬 필요가 없습니다. 이러한 이유로 생체 내에서 PPI를 연구하는 생체 발광 접근법은 Förster 공명 에너지 전달 (FRET) 또는 Bi분자 형광 보체 (BiFC)와 같이 일반적으로 사용되는 형광 방법보다 우수합니다.
우리의 프로토콜은 관심있는 단백질 조합에 대해 얻어진 발광을 대조군 조합에 대해 수득된 발광에 대해 언급하는 것에 의존한다. 후자는 더 큰 단편 및 대조군 단백질 (예를 들어, HaloTag)과 융합되고, 더 작은 단편과 융합되는 시험된 단백질 중 하나를 포함한다. 후자는 포유류 단백질과 상호 작용할 것으로 기대되지 않는 박테리아 기원의 단백질입니다. 이 단백질을 대조군으로 사용하는 것은 분석하고자 하는 단백질의 골지-상주 쌍의 토폴로지에 한계를 제기한다. 포유동물 세포에서 이 단백질은 세포질에서 합성되기 때문에, 관심있는 두 단백질 모두 적어도 하나의 세포질 꼬리를 가져야 한다.
이러한 접근법은 PPI의 초기 스크리닝에 특히 유용할 수 있다. 관심있는 융합 단백질이 단순히 다른 접근법이 적용되기에 불충분 한 수준으로 발현 될 때 선택되는 방법이 될 수 있습니다. 유사하게, 분할 루시퍼라제 보체 분석은 관심있는 단백질이 높은 수준으로 발현되는 경우에 최선의 선택이 될 수 있지만, 이것은 그들의 아세포 국소화에 악영향을 미치거나 비특이적 상호작용을 강제하는 것으로 알려져 있다. 더 작은 단편은 단지 11개의 아미노산만을 갖기 때문에, 분할 루시퍼라제 상보화 분석은 더 큰 태그를 사용할 때 적용될 수 있는 것은 불가능하다. 마지막으로, 여기에 제시된 경우와 같이 다른 기술을 사용하여 획득한 데이터를 추가로 확인하기 위해 사용될 수 있다.

<table><tbody><tr><td>0.25% trypsin-EDTA solution</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Adherent mammalian cell line</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>BioCoat Poly-D-Lysine 96-well White/Clear Flat Bottom TC-treated Microplate, with Lid</td><td>Corning</td><td>356651</td><td></td></tr><tr><td>Cell culture centrifuge</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Cell culture supplements (heat-inactivated fetal bovine serum, L-glutamine, penicillin, streptamycin)</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>CO&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; incubator</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Expression plasmids encoding protein(s) of interest not tagged with NanoBiT fragments</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>FuGENE HD Transfection Reagent</td><td>Promega</td><td>E2311</td><td></td></tr><tr><td>GloMax Discover Microplate Reader (or a different luminescence microplate reader)</td><td>Promega</td><td>GM3000</td><td></td></tr><tr><td>Growth medium dedicated to the cell line used</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Materials and reagents for standard molecular cloning (bacteria, thermostable polymerase, restriction enzymes, DNA ligase, materials and reagents for nucleic acid purification)</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>NanoBiT MCS Starter System</td><td>Promega</td><td>N2014</td><td>This kit contains vectors enabling tagging of the proteins of interest with NanoBiT fragments at different orientations as well as the control plasmid encoding HaloTag protein fused with SmBiT and a positive control plasmid pair.</td></tr><tr><td>Nano-Glo Live Cell Assay System</td><td>Promega</td><td>N2011</td><td>This kit contains furimazine, which is a substrate enabling detection of the NanoLuc activity in living cells, and a dedicated dilution buffer.</td></tr><tr><td>Opti-MEM I Reduced Serum Medium, no phenol red</td><td>Gibco</td><td>11058021</td><td></td></tr><tr><td>Oribital shaker</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Software for data analysis (e.g. GraphPad Prism)</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Thermocycler</td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

demonstration of heterologous complexes formed by golgi-resident type iii membrane proteins using split luciferase complementation assay

이 프로토콜의 목표는 뉴클레오티드 당 수송체 (NSTs)에 의해 형성된 이종 복합체를 입증하기 위한 분할 루시퍼라제 상보의 가장 최근의 변이체의 적용 가능성을 탐구하는 것이다. 이러한 ER- 및 골지-상주 다막횡단 단백질은 세포질적으로 합성된 뉴클레오티드 당을 소기관막을 가로질러 운반하여 그들의 기질과 함께 글리코실화를 매개하는 효소를 공급한다. NST는 이량체 및/또는 그 이상의 올리고머로서 존재한다. 서로 다른 NST 간의 이종 상호 작용도보고되었습니다. 이 기술이 NST 이량체화 현상을 연구하는 데 적합한지 여부를 확인하기 위해, 우리는 이전에 여러 가지 다른 방법으로 연관되는 것으로 밝혀진 두 골지 거주 NST의 조합에 대해 테스트했습니다. 루시퍼라아제 보체 분석은 높은 발현 수준을 요구하지 않기 때문에 골지-상주막 단백질 간의 상호작용을 연구하는 데 특히 적합한 것으로 보이며, 이는 종종 단백질 오국소화를 유발하고 위양성의 위험을 증가시킨다.

이 방법에서 가장 신뢰할 수 있는 데이터를 얻으려면 가능한 모든 조합을 테스트해야 합니다( 그림 1 참조). 동시에 양성 및 음성 대조군이 포함되어야합니다. 양성 대조군은 상호 작용하는 것으로 알려진 두 개의 단백질로 구성되어야하며, 그 중 하나는 더 큰 단편과 융합되고 다른 하나는 더 작은 단편과 융합됩니다. 이상적으로 음성 대조군은 유사하게 태그된 두 개의 상?...

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Demonstration of Heterologous Complexes formed by Golgi-Resident Type III Membrane Proteins using Split Luciferase Complementation Assay

여기에 제시된 프로토콜은 분할 루시퍼라제 보체 분석의 가장 최근의 변이체를 사용하여 살아있는 포유동물 세포에서 세포질적으로 노출된 N- 및/또는 C-테르미니와 골지-상주 III형 막 단백질 사이의 이종 상호작용의 발생을 입증하기 위한 것이다.

스플릿 루시퍼라아제 보체 분석을 사용하여 골지-레지던트 타입 III 막 단백질에 의해 형성된 이종 복합체의 시연

The goal of this protocol is to explore the applicability of the most recent variant of split luciferase complementation for demonstrating heterologous ...

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Research

JoVE Journal

Biology

2.2K 조회수.  University of Wroclaw. 여기에 제시된 프로토콜은 분할 루시퍼라제 보체 분석의 가장 최근의 변이체를 사용하여 살아있는 포유동물 세포에서 세포질적으로 노출된 N- 및/또는 C-테르미니와 골지-상주 III형 막 단백질 사이의 이종 상호작용의 발생을 입증하기 위한 것이다.

비디오: Demonstration of Heterologous Complexes formed by Golgi-Resident Type III Membrane Proteins using Split Luciferase Complementation Assay

Monitoring Hippo Signaling Pathway Activity Using a Luciferase-based Large Tumor Suppressor (LATS) Biosensor

The Hippo signaling pathway is a conserved regulator of organ size and has important roles in the development and cancer biology. Due to technical challenges, it remains difficult to assess the activity of this signaling pathway and interpret it within a biological context. The existing literature on large tumor suppressor (LATS) relies on methods that are qualitative and cannot easily be scaled-up for screening. Recently, we have developed a bioluminescence-based biosensor to monitor the kinase activity of LATS-a core component of the Hippo kinase cascade. Here, we describe procedures for how this LATS biosensor (LATS-BS) can be used to characterize Hippo pathway regulators. First, we provide a detailed protocol for investigating the effect of an overexpressed protein candidate (e.g., VEGFR2) on LATS activity using the LATS-BS. Then, we show how the LATS-BS can be used for a small-scale kinase inhibitor screen. This protocol can feasibly be scaled-up to perform larger screens, which undoubtedly will identify novel regulators of the Hippo pathway.

Monitoring Hippo Signaling Pathway Activity Using a Luciferase-based Large Tumor Suppressor LATS Biosensor

Here we present a luciferase-based biosensor to quantify the kinase activity of large tumor suppressor (LATS)-a central kinase in the Hippo signaling pathway. This biosensor has diverse applications in basic and translational research aimed at investigating Hippo pathway regulators in vitro and in vivo.

Hippo 신호 Luciferase 기반 큰 종양 억제기 (라트) 바이오 센서를 사용 하 여 경로 활동 모니터링

The Hippo signaling pathway is a conserved regulator of organ size and has important roles in the development and cancer biology. Due to technical ...

연구

암 연구학

Detection of Heterodimerization of Protein Isoforms Using an in Situ Proximity Ligation Assay

Regulated protein-protein interactions are a guiding principle for many signaling events, and the detection of such events is an important element in understanding how such pathways are organized and how they function. There are many methods to detect protein-protein interactions in cells, but relatively few can be used to detect interactions between endogenous proteins. One such method, the proximity ligation assay (PLA), has several advantages to recommend its use. Compared to other common methods of protein-protein interaction analysis, PLA has relatively high sensitivity and specificity, can be performed with minimal cell manipulation, and, in the protocol described herein, requires only two target-specific antibodies derived from different species (e.g., from mouse and rabbit) and one specialized reagent: a set of secondary antibodies that are covalently linked to specific oligonucleotides that, when brought in close proximity of one another, create an amplifiable platform for in situ PCR or rolling circle amplification. In this presentation, we show how to apply the PLA technique to visualize changes in MST1 and MST2 proximity in fixed cells. The technique described in this manuscript is particularly applicable for the analysis of cell signaling studies.

Detection of Heterodimerization of Protein Isoforms Using an in Situ Proximity Ligation Assay

Here, we show how to use a Proximity Ligation Assay (PLA) to visualize MST1/MST2 heterodimerization in fixed cells with high sensitivity.

제자리에 근접 결 찰 분석 결과 사용 하 여 단백질 Isoforms의 Heterodimerization의 검출

Regulated protein-protein interactions are a guiding principle for many signaling events, and the detection of such events is an important element in ...

생화학

Studying Membrane Biogenesis with a Luciferase-Based Reporter Gene Assay

To study the coordination of different lipid synthesis pathways during membrane biogenesis it is useful to work with an experimental system where membrane biogenesis occurs rapidly and in an inducible manner. We have found that phagocytosis of latex beads is practical for these purposes as cells rapidly synthesize membrane lipids to replenish membrane pools lost as  wrapping material  during particle engulfment. Here, we describe procedures for studying changes in phagocytosis-induced gene expression with a luciferase-based reporter gene approach using the Dual-Glo  Luciferase Assay System from Promega.

Here, we describe procedures for studying changes in phagocytosis-induced gene expression with a luciferase-based reporter gene approach using the Dual-GloTM Luciferase Assay System from Promega.

루시페라제 기반 리포터 유전자 분석과 함께 막 Biogenesis 유학

To study the coordination of different lipid synthesis pathways during membrane biogenesis it is useful to work with an experimental system where membrane ...

생물학

Monitoring eIF4F Assembly by Measuring eIF4E-eIF4G Interaction in Live Cells

Formation of the eIF4F complex has been shown to be the key downstream node for the convergence of signalling pathways that often undergo&#160;oncogenic activation in humans. eIF4F is a cap-binding complex involved in the mRNA-ribosome recruitment phase of translation initiation. In many cellular and pre-clinical model of cancers, the deregulation of eIF4F leads to increased translation of specific mRNA subsets that are involved in cancer proliferation and survival. eIF4F is a hetero-trimeric complex built from the cap-binding subunit eIF4E, the helicase eIF4A and the scaffolding subunit eIF4G. Critical for the assembly of active eIF4F complexes is the protein-protein interaction between eIF4E and eIF4G proteins. In this article, we describe a protocol to measure eIF4F assembly that monitors the status of eIF4E-eIF4G interaction in live cells. The eIF4e:4G cell-based protein-protein interaction assay also allows drug induced changes in eIF4F complex integrity to be accurately and reliably assessed. We envision that this method can be applied for verifying the activity of commercially available compounds or for further screening of novel compounds or modalities that efficiently disrupt formation of eIF4F complex.

Here, we present a protocol to measure eIF4E-eIF4G interaction in live cells that would enable the user to evaluate drug induced perturbation of eIF4F complex dynamics in screening formats.

라이브 셀에서 eIF4E-eIF4G 상호 작용을 측정하여 eIF4F 어셈블리 모니터링

Formation of the eIF4F complex has been shown to be the key downstream node for the convergence of signalling pathways that often undergo&#160;oncogenic ...

A Multiplexed Luciferase-based Screening Platform for Interrogating Cancer-associated Signal Transduction in Cultured Cells

Genome-scale interrogation of gene function using RNA interference (RNAi) holds tremendous promise for the rapid identification of chemically tractable cancer cell vulnerabilities. Limiting the potential of this technology is the inability to rapidly delineate the mechanistic basis of phenotypic outcomes and thus inform the development of molecularly targeted therapeutic strategies. We outline here methods to deconstruct cellular phenotypes induced by RNAi-mediated gene targeting using multiplexed reporter systems that allow monitoring of key cancer cell-associated processes. This high-content screening methodology is versatile and can be readily adapted for the screening of other types of large molecular libraries.

Achieving a systems level understanding of cellular processes is a goal of modern-day cell biology. We describe here strategies for multiplexing luciferase reporters of various cellular function end-points to interrogate gene function using genome-scale RNAi libraries.

배양 세포에서 암과 연관된 신호 전달을 심문위한 멀티 플렉스 루시 페라 기반 스크리닝 플랫폼

Genome-scale interrogation of gene function using RNA interference (RNAi)  holds tremendous promise for the rapid identification of chemically tractable  ...

의학

In Situ Detection of Ribonucleoprotein Complex Assembly in the C. elegans Germline using Proximity Ligation Assay

Understanding when and where protein-protein interactions (PPIs) occur is critical to understanding protein function in the cell and how broader processes such as development are affected. The Caenorhabditis elegans germline is a great model system for studying PPIs that are related to the regulation of stem cells, meiosis, and development. There are a variety of well-developed techniques that allow proteins of interest to be tagged for recognition by standard antibodies, making this system advantageous for proximity ligation assay (PLA) reactions. As a result, the PLA is able to show where PPIs occur in a spatial and temporal manner in germlines more effectively than alternative approaches. Described here is a protocol for the application and quantification of this technology to probe PPIs in the C. elegans germline.

In Situ Detection of Ribonucleoprotein Complex Assembly in the C. elegans Germline using Proximity Ligation Assay

This protocol demonstrates use of the proximity ligation assay to probe for protein-protein interactions in situ in the C. elegans germline.

근접 결찰 분석술을 사용하여 C. 예쁜꼬마선에서 리보뉴클레오 단백질 복합어셈블리의 시투 검출

Understanding when and where protein-protein interactions (PPIs) occur is critical to understanding protein function in the cell and how broader processes ...

발생학

<meta charset="utf8"></head><body>고처리량 스크리닝을 위한 ER-Mitochondria 접촉을 측정하기 위한 간단한 분석

Split-Luciferase Reassembly Assay to Measure Endoplasmic Reticulum-Mitochondria Contacts in Live Cells

Endoplasmic reticulum (ER)-mitochondria contact sites play a critical role in cell health and homeostasis, such as the regulation of Ca2+ and lipid homeostasis, mitochondrial dynamics, autophagosome and mitophagosome biogenesis, and apoptosis. Failure to maintain normal ER-mitochondrial coupling is implicated in many neurodegenerative diseases such as Alzheimer&#39;s disease, Parkinson&#39;s disease, amyotrophic lateral sclerosis, and hereditary spastic paraplegia. It is of considerable significance to explore how the dysregulation of ER-mitochondrial contacts could lead to cell death and whether repairing these contacts to the normal level could ameliorate neurodegenerative conditions. Thus, improved assays that measure the level of these contacts could help to illuminate the pathogenic mechanisms of these diseases. Ultimately, establishing simple and reliable assays will facilitate the development of new therapeutic strategies. Here we describe&#160;a split-luciferase assay to quantitatively measure the level of ER-mitochondria contacts in live cells. This assay can be used to study the pathophysiological role of these contacts as well as to identify their modulators in high-throughput screening.

<meta charset="utf8"></head><body>저자 스포트라이트: ER-미토콘드리아 접촉의 조절 및 조절 장애 - 신경퇴행성 질환 발병에 대한 시사점

We have established a split-luciferase reassembly assay to monitor the endoplasmic reticulum-mitochondria contacts in live cells. Using this assay, we describe a protocol to quantitatively measure the level of these inter-organelle couplings in HEK293T cells, under the condition of chemical treatment.

살아있는 세포에서 소포체-미토콘드리아 접촉을 측정하기 위한 Split-Luciferase 재조립 분석

Endoplasmic reticulum (ER)-mitochondria contact sites play a critical role in cell health and homeostasis, such as the regulation of Ca2+ and lipid ...

Analysis of SNARE-mediated Membrane Fusion Using an Enzymatic Cell Fusion Assay

The interactions of SNARE (soluble N-ethylmaleimide-sensitive factor attachment protein receptor) proteins on vesicles (v-SNAREs) and on target membranes (t-SNAREs) catalyze intracellular vesicle fusion1-4. Reconstitution assays are essential for dissecting the mechanism and regulation of SNARE-mediated membrane fusion5. In a cell fusion assay6,7, SNARE proteins are expressed ectopically at the cell surface. These "flipped" SNARE proteins drive cell-cell fusion, demonstrating that SNAREs are sufficient to fuse cellular membranes. Because the cell fusion assay is based on microscopic analysis, it is less efficient when used to analyze multiple v- and t-SNARE interactions quantitatively.
Here we describe a new assay8 that quantifies SNARE-mediated cell fusion events by activated expression of &beta;-galactosidase. Two components of the Tet-Off gene expression system9 are used as a readout system: the tetracycline-controlled transactivator (tTA) and a reporter plasmid that encodes the LacZ gene under control of the tetracycline-response element (TRE-LacZ). We transfect tTA into COS-7 cells that express flipped v-SNARE proteins at the cell surface (v-cells) and transfect TRE-LacZ into COS-7 cells that express flipped t-SNARE proteins at the cell surface (t-cells). SNARE-dependent fusion of the v- and t-cells results in the binding of tTA to TRE, the transcriptional activation of LacZ and expression of &beta;-galactosidase. The activity of &beta;-galactosidase is quantified using a colorimetric method by absorbance at 420 nm.
The vesicle-associated membrane proteins (VAMPs) are v-SNAREs that reside in various post-Golgi vesicular compartments10-15. By expressing VAMPs 1, 3, 4, 5, 7 and 8 at the same level, we compare their membrane fusion activities using the enzymatic cell fusion assay. Based on spectrometric measurement, this assay offers a quantitative approach for analyzing SNARE-mediated membrane fusion and for high-throughput studies.

We have developed a cell fusion assay that quantifies SNARE-mediated membrane fusion events by activated expression of &beta;-galactosidase.

효소 세포 융합 분석을 사용하여 올가미로 인한 막 퓨전 분석

The interactions of SNARE (soluble N-ethylmaleimide-sensitive factor attachment protein receptor)  proteins on vesicles (v-SNAREs) and on target membranes ...

스플릿 루시퍼라아제 보체 분석을 사용하여 골지-레지던트 타입 III 막 단백질에 의해 형성된 이종 복합체의 시연

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Hippo 신호 Luciferase 기반 큰 종양 억제기 (라트) 바이오 센서를 사용 하 여 경로 활동 모니터링

제자리에 근접 결 찰 분석 결과 사용 하 여 단백질 Isoforms의 Heterodimerization의 검출

루시페라제 기반 리포터 유전자 분석과 함께 막 Biogenesis 유학

라이브 셀에서 eIF4E-eIF4G 상호 작용을 측정하여 eIF4F 어셈블리 모니터링

배양 세포에서 암과 연관된 신호 전달을 심문위한 멀티 플렉스 루시 페라 기반 스크리닝 플랫폼

근접 결찰 분석술을 사용하여 C. 예쁜꼬마선에서 리보뉴클레오 단백질 복합어셈블리의 시투 검출

살아있는 세포에서 소포체-미토콘드리아 접촉을 측정하기 위한 Split-Luciferase 재조립 분석

살아있는 세포에서 소포체-미토콘드리아 접촉을 측정하기 위한 Split-Luciferase 재조립 분석

살아있는 세포에서 소포체-미토콘드리아 접촉을 측정하기 위한 Split-Luciferase 재조립 분석

효소 세포 융합 분석을 사용하여 올가미로 인한 막 퓨전 분석