Somos gratos as discussões pensativo com membros do laboratório Ju e laboratório de Zhong e o apoio financeiro de Wright State University.

Nota: O protocolo descrito aqui é projetado para triagem plasmídeos biblioteca contidos em dez placas de 96 poços, mas pode ser escalado para cima ou para baixo em conformidade. O protocolo deve ser repetido para completar o rastreio de toda biblioteca. Normalmente, triagem contra 10 placas de genes biblioteca cada vez pode ser confortavelmente manipulada por 1 pessoa.
1. preparação para a transformação de leveduras de 96 poços
Nota: Este passo é feito como anteriormente descrito7,10.
<ol><li>Alíquota de 5 µ l (aproximadamente 50 – 100 ng) do plasmídeo de uma biblioteca de matriz do plasmídeo em cada poço de uma placa de 96 poços de fundo redondo. Nota: Um exemplo de uma biblioteca seria um fermento gene superexpressão biblioteca10.</li>
	<li>Semear em 150 mL de levedura peptona dextrose (YPD) meios de comunicação em um balão de 500 mL com uma colônia (2 – 3 mm de diâmetro), da cepa de levedura haploide W303α. Incube-los durante a noite a 30 ° C, com agitação (200 rpm).</li>
	<li>Na manhã seguinte, medir a OD600 da cultura durante a noite e diluir a cultura de levedura para OD600 = 0.1 em (até) 2 L de YPD. Incubar a 30 ° C, com agitação (200 rpm) para ~ 5 h até a cultura atinge OD600 = 0.4-0.6.</li>
</ol>2. fermento transformação
<ol><li>Colheita da cultura de levedura enchendo 8 garrafas de centrífuga estéril 250 mL e centrifugação-los à temperatura ambiente a 3.000 x g por 10 min. decantar o sobrenadante sem perturbar o sedimento. Nota: Realize todas as etapas de centrifugação à temperatura ambiente.</li>
	<li>Lavagem do fermento com destilada estéril H2O. Para isso, adicionar 100 mL de estéril H2O para cada garrafa de centrífuga e vórtice para Ressuspender as células. Combine as células lavadas em 2 garrafas e centrífuga-los a 3.000 x g durante 5 min. decantar o sobrenadante.</li>
	<li>Lavar as células em cada frasco em 100 mL de 0.1 M LiOAc/1XTE (100mm LiOAc; 10 mM Tris, pH 8,0; 1 mM EDTA) e os de centrifugação a 3.000 x g por 5 min. deite fora o sobrenadante.</li>
	<li>Durante a centrifugação, ferva 5 mL de esperma de salmão DNA (10 mg/mL) a 100 ° C, usando um aquecedor do bloco por 3 min e depois resfriá-lo no gelo.</li>
	<li>Ressuspender as células em 25 mL de 0.1 M LiOAc/1XTE em cada garrafa, combinar as células ressuspensa e transferi-los para um balão de 150 mL. Adicionar 5 mL do esperma de salmão pre-cooled DNA e ele incube a 30 ° C, com agitação (225 rpm) por 30 min.</li>
	<li>Despeje a mistura de células em um reservatório de reagente descartável estéril e, usando uma pipeta multicanal, transferir 35 µ l da mistura de célula para cada poço da placa de 96 poços de fundo redondo contendo o plasmídeo de biblioteca. Placas de vórtice de 96 poços, usando uma placa reaccional para 1 min a 1.000 rpm. Incube as placas durante 30 minutos a 30 ° C sem tremer. Nota: Não empilhe os pratos, para que o calor pode transferir mais eficientemente. Descobrimos que num Vortex as placas de 96 poços em 1.000 rpm não causa líquido derramar fora dos poços, mas uma velocidade vórtice seguro deve ser testada antes de executar o passo.</li>
	<li>Num balão, prepare 200 mL de tampão de transformação contendo uma concentração final de 40% PEG3350, 10% de DMSO e 0.1 M LiOAc. Preparar o tampão de transformação imediatamente antes da utilização e homogeneizar por agitação.</li>
	<li>Placas de remover 96 poços da incubadora a 30 ° C e misture-os por 30 s a 1.000 rpm usando a placa reaccional. Adicione 125 µ l de buffer de transformação para cada poço e, em seguida, vórtice as placas por 1 min em 1.000 rpm.</li>
	<li>Incubar as placas a 30 ° C por 30 min e depois aqueça o choque o fermento colocando as placas em uma incubadora de 42 ° C por 15 min. Nota: Não empilhe as placas.</li>
	<li>Centrifugar as placas por 5 min a 3.000 x g. Retire o tampão de transformação dos poços invertendo as placas sobre um caixote do lixo e despejo vigorosamente a reserva das placas. Rapidamente borre as placas invertidas sobre uma toalha de papel limpo para remover qualquer líquido na parte superior das placas.</li>
	<li>Enxague as células adicionando as placas 200 µ l de abandono mínimo médio correspondente para o marcador selecionável no plasmídeo a biblioteca. Nota: Usamos um sintético Ura-médio.</li>
	<li>Centrifugar as placas por 5 min a 3.000 x g e remover o sobrenadante sobre um caixote do lixo como na etapa 2.10.</li>
	<li>Adicione 160 µ l de mínimo Ura-médio contendo 2% de glicose. Vórtice as placas por 1 min a 1.000 rpm e incube-os a 30 ° C, durante 48 h sem tremer. Após 48 h, observe que uma pastilha de fermento transformado é visível na parte inferior de cada poço.</li>
	<li>Usando um distribuidor de líquido, adicione 100 µ l de glicose contendo Ura-mídia em cada poço de um novo conjunto de placas de 96 poços.</li>
	<li>Vórtice as placas contendo o fermento transformado (da etapa 2.13) a 1.000 rpm por 30 s. usando um replicador de 96-pino plástico estéril, coloque os pinos nos poços contendo o fermento transformado e então lhes inocular nos poços correspondentes das novas placas cheio de mídia. Incube as novas placas a 30 ° C por 24 h. Nota: Se a trabalhar com 10 placas, o médio pode também ser dispensado manualmente usando pipetas multicanais.</li>
	<li>Após 24h, uma pelota de fermento deve ser visível no fundo de cada poço contendo levedura transformada com êxito. Para salvar essas cepas de leveduras como estoques de glicerol, adicionar 50 µ l de glicerol a 50% para cada poço, vórtice as placas por 30 s a 1.000 rpm, selar as placas com fita de vedação e congelá-los a-80 ° C. Nota: Os passos acima só precisam ser executada uma vez. Projeções futuras de modelos diferentes de fermento contra o mesmo reservatório de reagente descartável de biblioteca podem começar das existências glicerol e proceder imediatamente abaixo da escadaria.</li>
</ol>3. acasalamento entre células que contêm Genes de biblioteca e levedura de consulta
<ol><li>Para reavivar as estirpes de biblioteca do estoque glicerol, tire as placas de 96 poços do freezer-80 ° C, retire a fita de vedação e deixar o fermento descongelar à temperatura ambiente por cerca de 30 min.</li>
	<li>Uma vez que o fermento esteja derretido, use um replicador de 96-pino plástico estéril para inocular os estoques de glicerol para 160 µ l de fresco Ura-mídia contendo 2% de glicose em placas de 96 poços e incube-os a 30 ° C por 24 h. imediatamente após as cepas de biblioteca são usadas , selar as placas com fita de vedação e devolvê-los ao congelador a-80 ° C.</li>
	<li>No mesmo dia as estirpes de biblioteca (W303α) são descongeladas, inocular a levedura de consulta (aqui, FUS em W303a) a 50 mL de YPD e cultivá-lo durante a noite a 30 ° C, com agitação a 250 rpm.</li>
	<li>Na manhã seguinte, despeje a cepa de levedura de consulta para um reservatório de reagente descartável estéril e a alíquota µ l 160 da estirpe utilizada na consulta para cada poço de uma placa de 96 poços, com uma pipeta multicanal.</li>
	<li>Usando o líquido dispensador, dispense 160 µ l de mídia YPD em cada poço de 10 placas de 96 poços. Use estas placas mais tarde para a cepa de levedura de consulta com o fermento da biblioteca de acasalamento.</li>
	<li>Brevemente vórtice para as placas YPD Coe a placa de 96 poços, contendo a estirpe de consulta e em seguida, use um replicador de 96 pinos estéril para transferir a consulta.</li>
	<li>Brevemente vórtice a biblioteca Coe placas e, para cada placa de estirpe de biblioteca, use um novo replicador de 96 pinos estéril para transferir as tensões de biblioteca para as placas YPD que têm sido inoculadas com a cepa de consulta. Nota: As células em glicerol perdem sua viabilidade após vários ciclos de gelo-degelo. Retornando as cepas de biblioteca para o armazenamento a longo prazo (-80 ° C congelador) logo que possível vai manter a biblioteca em boa qualidade e pronto para uso futuro. Mantido corretamente, o estoque de glicerol pode ser congelado e descongelado pelo menos 10 vezes. Também é altamente recomendável manter uma cópia de trabalho e cópias de backup da unidade populacional de glicerol. Quando o estoque de trabalho não funciona, imediatamente, fazer um novo trabalho cópia da cópia de backup.</li>
	<li>Incube as placas YPD a 30 ° C por 24 h. nota que uma pelota de levedura será visível no fundo de cada poço após 24 h.</li>
	<li>Preenchimento de 96 poços placas com um meio de evasão mínima contendo 2% rafinose, correspondente as marcadores selecionáveis no plasmídeo o esforço de consulta, bem como sobre o plasmídeo de biblioteca (por exemplo, Ura aqui - seu-).</li>
	<li>Utilize um replicador de 96 pinos estéril para transferir levedura da YPD culturas para os meios selectivos de acasalamento. Incubar as placas de 96 poços a 30 ° C, durante 48 h; fermento apenas células que tem acasalado e células diploides formado e, portanto, conter ambos o plasmídeo de consulta e o plasmídeo biblioteca será capaz de crescer nessa mídia. Depois de 2 dias, observe que uma pelota é visível no fundo dos poços.</li>
</ol>4. ensaio da mancha
<ol><li>
Após 48 h de crescimento nos meios seletivos contendo rafinose, aviste o fermento em placas de ágar.
	<ol>
<li>Prepare-se 2 conjuntos de placas de Ura-His-desistente contendo 2% de ágar usando placas de poliestireno clara, contendo um 2% galactose e o outro contendo 2% de glicose.</li>
		<li>Placas de vórtice de 96 poços para 1 min a 1.000 rpm, então detectar o fermento para as placas de Ura-His-desistente contendo galactose 2% e 2% de ágar (FUS e biblioteca de genes são induzidos) e as placas de Ura-His-desistente contendo 2% de glicose e 2% de ágar (FUS e biblioteca de genes reprimido) usando uma máquina de spotting robótica, pelo qual a cultura em cada um é bem vista nas chapas de ágar em quadriplicado (i.e., a cultura em 1 bem está manchada de 4 pontos na placa de ágar).</li>
		<li>Após a mancha, deixe as placas de ágar secar e depois colocá-los de cabeça para baixo em uma incubadora de 30 ° C. Fotografe as placas de ágar cada 24h para registar um crescimento mais rápido/mais fermento na qual a toxicidade para a cepa de consulta é resgatada ou para registrar um crescimento mais lento/menos no qual a toxicidade para a cepa de consulta é exacerbada. Incube as placas durante 4 dias. Nota: A cultura em cada bem pode ser manchada em placas de ágar 1-para-1, como mostrado em um anterior método baseado na transformação de10. No entanto, o 1-a-4 manchas aqui (que pode ser convenientemente configurado usando a máquina robótica spotting) aumenta significativamente a robustez do ensaio, reduzindo o número de falsos positivos. Sucessos positivos são considerados apenas quando todas as 4 colônias da mesma bem mostram um fenótipo semelhante.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol>
	<li>Dujon, B. A., Louis, E. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genome+diversity+and+evolution+in+the+budding+yeasts+(Saccharomycotina).">Genome diversity and evolution in the budding yeasts (Saccharomycotina).</a> Genetics. 206 (2), 717-750 (2017).</li><li>Khurana, V., Lindquist, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modelling+neurodegeneration+in+Saccharomyces+cerevisiae:+why+cook+with+baker's+yeast.">Modelling neurodegeneration in Saccharomyces cerevisiae: why cook with baker's yeast.</a> Nature Reviews Neuroscience. 11 (6), 436-449 (2010).</li><li>Willingham, S., Outeiro, T. F., DeVit, M. J., Lindquist, S. L., Muchowski, P. 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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=Alpha-synuclein+blocks+ER-Golgi+traffic+and+Rab1+rescues+neuron+loss+in+Parkinson's+models.">Alpha-synuclein blocks ER-Golgi traffic and Rab1 rescues neuron loss in Parkinson's models.</a> Science. 313 (5785), 324-328 (2006).</li><li>Treusch, 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=Functional+links+between+Abeta+toxicity,+endocytic+trafficking,+and+Alzheimer's+disease+risk+factors+in+yeast.">Functional links between Abeta toxicity, endocytic trafficking, and Alzheimer's disease risk factors in yeast.</a> Science. 334 (6060), 1241-1245 (2011).</li><li>Ju, 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=A+yeast+model+of+FUS/TLS-dependent+cytotoxicity.">A yeast model of FUS/TLS-dependent cytotoxicity.</a> PLoS Biology. 9 (4), 1001052 (2011).</li><li>Sun, Z., 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=Molecular+determinants+and+genetic+modifiers+of+aggregation+and+toxicity+for+the+ALS+disease+protein+FUS/TLS.">Molecular determinants and genetic modifiers of aggregation and toxicity for the ALS disease protein FUS/TLS.</a> PLoS Biology. 9 (4), 1000614 (2011).</li><li>Johnson, B. S., McCaffery, J. M., Lindquist, S., Gitler, A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+yeast+TDP-43+proteinopathy+model:+Exploring+the+molecular+determinants+of+TDP-43+aggregation+and+cellular+toxicity.">A yeast TDP-43 proteinopathy model: Exploring the molecular determinants of TDP-43 aggregation and cellular toxicity.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 105 (17), 6439-6444 (2008).</li><li>Fleming, M. S., Gitler, A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-throughput+yeast+plasmid+overexpression+screen.">High-throughput yeast plasmid overexpression screen.</a> Journal of Visualized Experiments. (53), e2836 (2011).</li><li>Herskowitz, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Life+cycle+of+the+budding+yeast+Saccharomyces+cerevisiae.">Life cycle of the budding yeast Saccharomyces cerevisiae.</a> Microbiological Reviews. 52 (4), 536-553 (1988).</li><li>Suter, B., Auerbach, D., Stagljar, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Yeast-based+functional+genomics+and+proteomics+technologies:+the+first+15+years+and+beyond.">Yeast-based functional genomics and proteomics technologies: the first 15 years and beyond.</a> Biotechniques. 40 (5), 625-644 (2006).</li><li>Barmada, S. J., 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=Amelioration+of+toxicity+in+neuronal+models+of+amyotrophic+lateral+sclerosis+by+hUPF1.">Amelioration of toxicity in neuronal models of amyotrophic lateral sclerosis by hUPF1.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 112 (25), 7821-7826 (2015).</li><li>Jackson, K. 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=Preservation+of+forelimb+function+by+UPF1+gene+therapy+in+a+rat+model+of+TDP-43-induced+motor+paralysis.">Preservation of forelimb function by UPF1 gene therapy in a rat model of TDP-43-induced motor paralysis.</a> Gene Therapy. 22 (1), 20-28 (2015).</li></ol>

Os autores não têm nada para divulgar.

Aqui, descrevemos um protocolo para executar uma tela de superexpressão do plasmídeo no fermento usando o acasalamento para introduzir o modelo de fermento a biblioteca do plasmídeo. Usando essa abordagem, vários modelos de levedura de toxicidade de proteína de doenças neurodegenerativas podem ser selecionados usando a mesma coleção de fermento transformado com uma biblioteca de plasmídeo. O laborioso processo de transformação só precisa ser executada uma vez que, após a qual fermento altamente eficiente aca...

A brotamento de levedura Saccharomyces cerevisiae tem sido amplamente utilizada em pesquisa científica básica1 compreender processos celulares diretamente relacionados a doenças humanas. Além disso, ela tem sido usada como um organismo modelo para estudar proteínas humanas associadas a doenças, tais como aquelas ligadas a doenças neurodegenerativas mais comuns, incluindo a doença de Alzheimer, doença de Parkinson, doença de Huntington e amiotrófica Esclerose lateral (ALS)2. Uma vantagem do modelo de levedura é a facilidade com que uma tela de todo o genoma pode ser realizada para identificar caminhos celulares relacionados à toxicidade de doença relacionada com proteínas, dando assim a visão sobre o mecanismo de sua toxicidade. Um tal tela chama-se uma tela de biblioteca superexpressão, em que cada um dos 5.500 genes fermento em uma biblioteca de matriz é transformado em um modelo de levedura para identificar quais genes podem modificar toxicidade quando overexpressed. Este método de triagem foi aplicado com sucesso nos modelos de levedura de múltiplos neurodegenerativas associadas a doença proteínas, incluindo huntingtina para a doença de Huntington3, α-synuclein para a doença de Parkinson4,5 , Aβ para a doença de Alzheimer,6e FUS e TDP-43 para ALS7,8,9. Enquanto é feito geralmente em uma maneira do elevado-throughput10, o passo mais trabalhoso da tela está transformando individualmente 5.500 genes fermento de uma biblioteca de matriz. Esta etapa deve ser executada cada vez que o rastreio é repetido, e sempre que um modelo de levedura recém-criada precisa ser estudado. É importante encontrar uma maneira mais eficiente para realizar essa tarefa.
Células de levedura podem existir estàvel em formas haploides e diploides. Há dois opostos acasalar tipos de células haploides, tipo de acasalamento um e α. células haploides de cada acasalamento tipo produzem e secretam seu próprios pheromone acasalamento específico, ao qual apenas as células acasalamento tipo oposto respondem. Isso permite que o acasalamento entre um e células α para produzir células diploides estáveis, a/α. Este processo é espontânea e altamente eficiente de11. Que pode tirar proveito deste exclusivo do ciclo de vida de S. cerevisiae para introduzir a biblioteca do plasmídeo. Mais especificamente, cada gene na biblioteca do plasmídeo matriz será transformado em células haploides de um tipo de acasalamento, isto é, células α. Estas células que contêm os genes de biblioteca serão então armazenadas em estoque de glicerol em formato matriz de 96 poços. Para cada modelo de fermento que precisa ser rastreada, células de levedura contendo os genes de biblioteca podem ser descongeladas partir do estoque de glicerol, e o rastreio pode ser feito através de acasalamento com o modelo de leveduras de interesse o acasalamento tipo oposto, ou seja, acasalamento tipo um. A ideia de usar o acasalamento para reunir dois genes em fermento não é nova. Foi aplicado com sucesso no fermento do elevado-throughput rastreio do dois-híbrido, em que uma isca construir (ou seja, fusões de domínio Gal4-DNA-binding) em um tipo de acasalamento é reuniu através de acasalamento com uma presa de construção de uma biblioteca de matriz 12. no entanto, essa estratégia nunca foi aplicada em seleções de biblioteca superexpressão, que sempre usaram métodos de transformação tradicional.
Nosso laboratório anteriormente estabelecido um modelo de levedura do ALS-associada da proteína FUS7. Descobrimos que cinco genes de levedura(ECM32, NAM8, SBP1, SKO1e VHR1) que resgatar a toxicidade de FUS quando overexpressed através de triagem de superexpressão biblioteca usando o método de transformação. Estes resultados foram confirmados independentemente com um estudo semelhante por outro grupo8. hUPF1, um homólogo humano de ECM32, mostrou-se mais tarde para suprimir a toxicidade em células neuronais primária13 e em um modelo animal de ALS14 também. Usando estes cinco genes como prova de princípio, vamos demonstrar que todos os cinco genes da mesma forma resgatar toxicidade FUS quando são introduzidos no modelo de levedura FUS por acasalamento. Uma vez que as células de levedura contendo os genes de biblioteca podem ser armazenadas permanentemente em estoque de glicerol e revividas sempre que necessário, este método baseado em acasalamento removerá a etapa demorada de transformação cada vez que a biblioteca precisa ser protegidos contra. Desde que o acasalamento é altamente eficiente com nenhuma transformação do plasmídeo envolvida, esta estratégia também significativamente diminui o custo associado a purificação e a transformação de uma biblioteca grande plasmídeo. Vamos com êxito aplicar este método em uma biblioteca de triagem contra modelo de levedura de FUS.
O procedimento para a seleção com base em acasalamento é brevemente descrito na Figura 1. Inicialmente, a biblioteca de matriz do plasmídeo é transformada em uma cepa de levedura haploide de acasalamento tipo α usando um protocolo de transformação de levedura de alta produtividade em que cada poço de uma placa de 96 poços contém fermento transformado com um plasmídeo de biblioteca específica. Esta coleção de fermento transformado é salvo como um estoque de glicerol que pode ser descongelado e ressuscitado para uso mais tarde. O modelo de leveduras de interesse, na toxicidade FUS neste caso, deve ser gerado em uma cepa de levedura haploide com o tipo oposto de acasalamento (tipo de acasalamento um). De forma elevado-throughput usando estéril 96 pinos replicadores, a estirpe FUS e cepas de leveduras contendo a biblioteca do plasmídeo são transferidas para placas de 96 poços contendo mídia rica e permissão para companheiro. Após o acasalamento, um pequeno volume de cada poço de cultura acasalamento é transferido para placas de 96 poços contendo mídia desistente sintético no qual fermento apenas diploide que contém ambos os FUS e genes de biblioteca podem crescer. Uma máquina robótica spotting é usada para transferência de cultura de levedura de cada poço em placas de ágar, onde a expressão de FUS e os genes de biblioteca é induzida.  Além disso, a cultura de levedura está manchada para controlar placas de ágar, onde FUS e os genes de biblioteca não são expressos. Após crescimento em placas de ágar, serão identificados os genes que resgatar ou exacerbam a toxicidade FUS.

<table><tbody><tr><td>salmon Sperm DNA (SS-DNA)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>&amp;nbsp; D1626</td><td></td></tr><tr><td>YPD broth</td><td>Research Products International (RPI)</td><td>Y20090</td><td></td></tr><tr><td>Granulated Agar</td><td>Fisher Sci</td><td>BP97445</td><td></td></tr><tr><td>D-(+)-Glucose</td><td>Research Products International (RPI)</td><td>G32040</td><td></td></tr><tr><td>D-(+)-Galactose</td><td>Research Products International (RPI)</td><td>G33000</td><td></td></tr><tr><td>D-(+)-Raffinose Pentahydrate</td><td>Research Products International (RPI)</td><td>R20500</td><td></td></tr><tr><td>Ammonium Sulfate</td><td>Fisher Sci</td><td>A702-500</td><td></td></tr><tr><td>Synthetic Ura- drop out medium</td><td>Clontech</td><td>630416</td><td></td></tr><tr><td>Yeast amino acid drop out supplement -Histidine/-Uracil</td><td>Clontech</td><td>630422</td><td></td></tr><tr><td>Yeast Nitrogen Base without Amino Acids and Ammonium Sulfate</td><td>Research Products International (RPI)</td><td>Y20060</td><td></td></tr><tr><td>Dimethyl Sulfoxide (DMSO)</td><td>Fisher Sci</td><td>S67496</td><td></td></tr><tr><td>Lithium acetate, anhydrous</td><td>Fisher Sci</td><td>AC268640010</td><td></td></tr><tr><td>Polyethylene Glycol 3350 (PEG-3350)</td><td>Spectrum Chemical&amp;nbsp;</td><td>PO125-12KG</td><td></td></tr><tr><td>96 Pin Replicator&amp;nbsp;</td><td>Scinomix</td><td>SCI-5010-OS</td><td></td></tr><tr><td>Nunc OmniTray</td><td>Thermo Sci</td><td>140156</td><td></td></tr><tr><td>Corning Costar 96 well assay plate, round bottom with lid</td><td>Fisher Sci</td><td>07-200-760</td><td>non-treated, sterile</td></tr><tr><td>Eppendorf&amp;nbsp;Research plus Multichannel Pipette</td><td>Eppendorf</td><td>TI13690052</td><td>30-300ul volume</td></tr><tr><td>Fisherbrand&amp;nbsp;Isotemp Digital Dry Baths/Block Heaters</td><td>Fisher Sci</td><td>88-860-023</td><td></td></tr><tr><td>Eppendorf&amp;nbsp;MixMate</td><td>Eppendorf</td><td>21-379-00</td><td></td></tr><tr><td>Eppendorf 5810R Centrifuge</td><td>Fisher Sci</td><td>05-413-112</td><td></td></tr><tr><td>Avanti J-26 XPI Centrifuge</td><td>Beckman</td><td>393127</td><td></td></tr><tr><td>MultiFlo FX Multi-Mode Dispenser</td><td>BioTek</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Rotor HDA&amp;nbsp;&amp;nbsp;</td><td>Singer Instruments</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

mating-based overexpression library screening in yeast

Brotamento de levedura tem sido amplamente utilizada como modelo no estudo de proteínas associadas a doenças humanas. Rastreio genético de todo o genoma é uma poderosa ferramenta comumente usada em estudos de levedura. A expressão de um número de proteínas de associada a doenças neurodegenerativas no fermento causa citotoxicidade e formação de agregados, sintetizando resultados vistos em pacientes com esses transtornos. Aqui, descrevemos um método para a seleção de um modelo de levedura da esclerose Lateral amiotrófica-associado proteína FUS para modificadores de sua toxicidade. Em vez de usar a transformação, esta nova plataforma de triagem depende do acasalamento de levedura para introduzir o modelo de fermento uma biblioteca matriz de plasmídeos. O método de acasalamento tem duas vantagens claras: em primeiro lugar, é altamente eficiente; em segundo lugar, a biblioteca matriz previamente transformada de plasmídeos pode ser armazenada para a longo prazo como um estoque de glicerol e rapidamente aplicada para outras telas sem a etapa de trabalho intensiva de transformação para o modelo de levedura cada vez. Demonstraremos como esse método pode ser usado com sucesso para triagem de genes que modificam a toxicidade de FUS.

A ALS associada proteína FUS, uma proteína de ligação de RNA/DNA, anteriormente foi estudada em levedura haploide7,8. Genética de seleção usando o método baseado na transformação descobriu vários genes de levedura que suprimem a toxicidade FUS. O homólogo humano de um dos genes fermento demonstrou-se mais tarde para ser eficaz em suprimir a toxicidade em uma célula neuronal primária e o modelo do rato de ALS<sup clas...

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Mating-based Overexpression Library Screening in Yeast

Este artigo apresenta um método baseado em acasalamento para facilitar a triagem de superexpressão em leveduras brotamento usando uma biblioteca de matriz do plasmídeo.

Rastreio de biblioteca superexpressão de acasalamento-baseado no fermento

Budding yeast has been widely used as a model in studying proteins associated with human diseases. Genome-wide genetic screening is a powerful tool ...

mating-based-overexpression-library-screening-in-yeast

Research

JoVE Journal

Genetics

7.6K visualizações.  Wright State University. Este artigo apresenta um método baseado em acasalamento para facilitar a triagem de superexpressão em leveduras brotamento usando uma biblioteca de matriz do plasmídeo.

Vídeo: Mating-based Overexpression Library Screening in Yeast

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.

Uma tela de 2-híbrido de levedura em lote para comparar as interações da proteína

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 ...

Bioquímica

A Deep-sequencing-assisted, Spontaneous Suppressor Screen in the Fission Yeast Schizosaccharomyces pombe

A genetic screen for mutant alleles that suppress phenotypic defects caused by a mutation is a powerful approach to identify genes that belong to closely related biochemical pathways. Previous methods such as the Synthetic Genetic Array (SGA) analysis, and random mutagenesis techniques using ultraviolet (UV) or chemicals like ethyl methanesulfonate (EMS) or N-ethyl-N- nitrosourea (ENU), have been widely used but are often costly and laborious. Also, these mutagen-based screening methods are frequently associated with severe side effects on the organism, inducing multiple mutations that add to the complexity of isolating the suppressors. Here, we present a simple and effective protocol to identify suppressor mutations in mutants which confer a growth defect in Schizosaccharomyces pombe. The fitness of cells with a growth deficiency in standard rich liquid media or synthetic liquid media can be monitored for recovery using an automated 96-well plate reader over an extended period. Once a cell acquires a suppressor mutation in the culture, its descendants outcompete those of the parental cells. The recovered cells that have a competitive growth advantage over the parental cells can then be isolated and backcrossed with the parental cells. The suppressor mutations are then identified using whole-genome sequencing. Using this approach, we have successfully isolated multiple suppressors that alleviate the severe growth defects caused by loss of Elf1, an AAA+ family ATPase that is important in nuclear mRNA transport and maintenance of genomic stability. There are currently over 400 genes in S. pombe with mutants conferring a growth defect. As many of these genes are uncharacterized, we propose that our method will hasten the identification of novel functional interactions with this user-friendly, high-throughput approach.

A Deep-sequencing-assisted, Spontaneous Suppressor Screen in the Fission Yeast Schizosaccharomyces pombe

We present a simple suppressor screen protocol in fission yeast. This method is efficient, mutagen-free, and&#160; selective&#160; for&#160; mutations that&#160; often&#160; occur at&#160; &#160;a&#160; single&#160; genomic&#160; locus.&#160; The protocol is suitable for isolating suppressors that alleviate growth defects in liquid culture that are caused by a mutation or a drug.

Uma tela de supressor de Deep-sequenciamento-assistida, espontânea na fissão levedura Schizosaccharomyces pombe

A genetic screen for mutant alleles that suppress phenotypic defects caused by a mutation is a powerful approach to identify genes that belong to closely ...

Genética

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.

Telas de um híbrido levedura melhorada para identificar o fator de transcrição, vinculando a sequências de DNA humano

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

A Comparative Approach to Characterize the Landscape of Host-Pathogen Protein-Protein Interactions

Significant efforts were gathered to generate large-scale comprehensive protein-protein interaction network maps. This is instrumental to understand the pathogen-host relationships and was essentially performed by genetic screenings in yeast two-hybrid systems. The recent improvement of protein-protein interaction detection by a Gaussia luciferase-based fragment complementation assay now offers the opportunity to develop integrative comparative interactomic approaches necessary to rigorously compare interaction profiles of proteins from different pathogen strain variants against a common set of cellular factors.
This paper specifically focuses on the utility of combining two orthogonal methods to generate protein-protein interaction datasets: yeast two-hybrid (Y2H) and a new assay, high-throughput Gaussia princeps protein complementation assay (HT-GPCA) performed in mammalian cells.
A large-scale identification of cellular partners of a pathogen protein is performed by mating-based yeast two-hybrid screenings of cDNA libraries using multiple pathogen strain variants. A subset of interacting partners selected on a high-confidence statistical scoring is further validated in mammalian cells for pair-wise interactions with the whole set of pathogen variants proteins using HT-GPCA. This combination of two complementary methods improves the robustness of the interaction dataset, and allows the performance of a stringent comparative interaction analysis. Such comparative interactomics constitute a reliable and powerful strategy to decipher any pathogen-host interplays.

This article focuses on the identification of high-confident interaction datasets between host and pathogen proteins using a combination of two orthogonal methods: yeast two-hybrid followed by a high-throughput interaction assay in mammalian cells called HT-GPCA.

Uma abordagem comparativa para caracterizar a paisagem de Patógeno-Hospedeiro interações proteína-proteína

Significant efforts were gathered to generate  large-scale comprehensive protein-protein interaction network maps. This is  instrumental to understand the ...

Imunologia e Infecção

High-throughput Yeast Plasmid Overexpression Screen

The budding yeast, Saccharomyces cerevisiae, is a powerful model system for defining fundamental mechanisms of many important cellular processes, including those with direct relevance to human disease. Because of its short generation time and well-characterized genome, a major experimental advantage of the yeast model system is the ability to perform genetic screens to identify genes and pathways that are involved in a given process. Over the last thirty years such genetic screens have been used to elucidate the cell cycle, secretory pathway, and many more highly conserved aspects of eukaryotic cell biology 1-5. In the last few years, several genomewide libraries of yeast strains and plasmids have been generated 6-10. These collections now allow for the systematic interrogation of gene function using gain- and loss-of-function approaches 11-16. Here we provide a detailed protocol for the use of a high-throughput yeast transformation protocol with a liquid handling robot to perform a plasmid overexpression screen, using an arrayed library of 5,500 yeast plasmids. We have been using these screens to identify genetic modifiers of toxicity associated with the accumulation of aggregation-prone human neurodegenerative disease proteins. The methods presented here are readily adaptable to the study of other cellular phenotypes of interest.

Here we describe a plasmid overexpression screen in Saccharomyces cerevisiae, using an arrayed plasmid library and a high-throughput yeast transformation protocol with a liquid handling robot.

Alto rendimento Yeast Tela superexpressão Plasmid

The budding yeast, Saccharomyces cerevisiae, is a powerful model system for defining fundamental mechanisms of many important cellular processes, ...

Biologia

Competitive Genomic Screens of Barcoded Yeast Libraries

By virtue of advances in next generation sequencing technologies, we have access to new genome sequences almost daily. The tempo of these advances is accelerating, promising greater depth and breadth. In light of these extraordinary advances, the need for fast, parallel methods to define gene function becomes ever more important. Collections of genome-wide deletion mutants in yeasts and E. coli have served as workhorses for functional characterization of gene function, but this approach is not scalable, current gene-deletion approaches require each of the thousands of genes that comprise a genome to be deleted and verified. Only after this work is complete can we pursue high-throughput phenotyping. Over the past decade, our laboratory has refined a portfolio of competitive, miniaturized, high-throughput genome-wide assays that can be performed in parallel. This parallelization is possible because of the inclusion of DNA 'tags', or 'barcodes,' into each mutant, with the barcode serving as a proxy for the mutation and one can measure the barcode abundance to assess mutant fitness. In this study, we seek to fill the gap between DNA sequence and barcoded mutant collections. To accomplish this we introduce a combined transposon disruption-barcoding approach that opens up parallel barcode assays to newly sequenced, but poorly characterized microbes. To illustrate this approach we present a new Candida albicans barcoded disruption collection and describe how both microarray-based and next generation sequencing-based platforms can be used to collect 10,000 - 1,000,000 gene-gene and drug-gene interactions in a single experiment.

We have developed comprehensive, unbiased genome-wide screens to understand gene-drug and gene-environment interactions. Methods for screening these mutant collections are presented.

Competitiva Screens Genomic de Bibliotecas Yeast Barcoded

By virtue of advances in next generation sequencing technologies, we have access to new genome sequences almost daily.  The tempo of these advances is ...

<meta charset="utf8"></head><body>Otimizando as funções das proteínas por meio de técnicas de exibição de superfície de levedura

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>Engenharia de proteínas por exibição de superfície de levedura

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

Engenharia de proteínas por exibição de superfície de levedura

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 ...

Bioengenharia

Directed Evolution Method in Saccharomyces cerevisiae: Mutant Library Creation and Screening

Directed evolution in Saccharomyces cerevisiae offers many attractive advantages when designing enzymes for biotechnological applications, a process that involves the construction, cloning and expression of mutant libraries, coupled to high frequency homologous DNA recombination in vivo. Here, we present a protocol to create and screen mutant libraries in yeast based on the example of a fungal aryl-alcohol oxidase (AAO) to enhance its total activity. Two protein segments were subjected to focused-directed evolution by random mutagenesis and in vivo DNA recombination. Overhangs of ~50 bp flanking each segment allowed the correct reassembly of the AAO-fusion gene in a linearized vector giving rise to a full autonomously replicating plasmid. Mutant libraries enriched with functional AAO variants were screened in S. cerevisiae supernatants with a sensitive high-throughput assay based on the Fenton reaction. The general process of library construction in S. cerevisiae described here can be readily applied to evolve many other eukaryotic genes, avoiding extra PCR reactions, in vitro DNA recombination and ligation steps.

Directed Evolution Method in Saccharomyces cerevisiae: Mutant Library Creation and Screening

We present a detailed protocol to construct and screen mutant libraries for directed evolution campaigns in Saccharomyces cerevisiae.

Dirigido Método Evolução<em&gt; Saccharomyces cerevisiae</em&gt;: Mutant Biblioteca Criação e Triagem

Directed evolution in Saccharomyces cerevisiae offers many attractive advantages when designing enzymes for biotechnological applications, a process that ...

Rastreio de biblioteca superexpressão de acasalamento-baseado no fermento

Resumo

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Uma tela de 2-híbrido de levedura em lote para comparar as interações da proteína

Uma tela de supressor de Deep-sequenciamento-assistida, espontânea na fissão levedura Schizosaccharomyces pombe

Telas de um híbrido levedura melhorada para identificar o fator de transcrição, vinculando a sequências de DNA humano

Uma abordagem comparativa para caracterizar a paisagem de Patógeno-Hospedeiro interações proteína-proteína

Alto rendimento Yeast Tela superexpressão Plasmid

Competitiva Screens Genomic de Bibliotecas Yeast Barcoded

Engenharia de proteínas por exibição de superfície de levedura

Engenharia de proteínas por exibição de superfície de levedura

Engenharia de proteínas por exibição de superfície de levedura

Dirigido Método Evolução