Name: growth assays to assess polyglutamine toxicity in yeast
Uploaded: 2012-03-05T12:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Growth Assays to Assess Polyglutamine Toxicity in Yeast at JoVE.com

Werk in de Duennwald laboratorium wordt ondersteund door subsidies van de Amerikaanse Federatie voor Aging Research (Afar), de erfelijke ziekte Foundation (HDF) en de William Wood Foundation.

1. Expressie van Toxic polyQ-uitbreiding eiwitten in gist Een systematische analyse heeft het de precieze aminozuursequentie van een polyQ-expansie eiwit dat moet toxiciteit bij gist 7. Dit toxische polyQ-expansie eiwit bevat een amino-terminale FLAG-tag gevolgd door 17 aminozuren van de originele sequentie van het eiwit huntingtin een polyQ regio en een carboxy-terminale fusie met een fluorescent protein (GFP een of CFP, zie figuur 1 a). De expressie van eiwitten met polyQ uitbreid...

<ol>
	<li>Soto, C., Estrada, L. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Protein+misfolding+and+neurodegeneration.">Protein misfolding and neurodegeneration.</a> Arch. Neurol. 65, 184-189 (2008).</li><li>Ross, C. A., Tabrizi, 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=Huntington's+disease:+from+molecular+pathogenesis+to+clinical+treatment.">Huntington's disease: from molecular pathogenesis to clinical treatment.</a> Lancet Neurol. 10, 83-98 (2011).</li><li>Zoghbi, H. Y., Orr, H. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Glutamine+repeats+and+neurodegeneration.">Glutamine repeats and neurodegeneration.</a> Annu. Rev. Neurosci. 23, 217-247 (2000).</li><li>Meriin, A. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Endocytosis+machinery+is+involved+in+aggregation+of+proteins+with+expanded+polyglutamine+domains.">Endocytosis machinery is involved in aggregation of proteins with expanded polyglutamine domains.</a> FASEB J. 21, 1915-1925 (2007).</li><li>Giorgini, F., Guidetti, P., Nguyen, Q., Bennett, C. S., Muchowski, P. 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+genomic+screen+in+yeast+implicates+kynurenine+3-monooxygenase+as+a+therapeutic+target+for+Huntington+disease.">A genomic screen in yeast implicates kynurenine 3-monooxygenase as a therapeutic target for Huntington disease.</a> Nat. Genet. 37, 526-5231 (2005).</li><li>Duennwald, M. L., 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=Impaired+ERAD+and+ER+stress+are+early+and+specific+events+in+polyglutamine+toxicity.">Impaired ERAD and ER stress are early and specific events in polyglutamine toxicity.</a> Genes Dev. 22, 3308-3319 (2008).</li><li>Duennwald, M. L., Jagadish, S., Muchowski, P. J., 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=Flanking+sequences+profoundly+alter+polyglutamine+toxicity+in+yeast.">Flanking sequences profoundly alter polyglutamine toxicity in yeast.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 103, 11045-1150 (2006).</li><li>Duennwald, M. L., Jagadish, S., Giorgini, F., Muchowski, P. J., 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=A+network+of+protein+interactions+determines+polyglutamine+toxicity.">A network of protein interactions determines polyglutamine toxicity.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 103, 11051-116 (2006).</li><li>Meriin, A. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Huntington+toxicity+in+yeast+model+depends+on+polyglutamine+aggregation+mediated+by+a+prion-like+protein+Rnq1.">Huntington toxicity in yeast model depends on polyglutamine aggregation mediated by a prion-like protein Rnq1.</a> J. Cell. Biol. 157, 997-1004 (2002).</li><li>Murakami, C., Kaeberlein, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantifying+Yeast+Chronological+Life+Span+by+Outgrowth+of+Aged+Cells.">Quantifying Yeast Chronological Life Span by Outgrowth of Aged Cells.</a> J. Vis. Exp. (27), e1156-e1156 (2009).</li><li>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=Beer+and+bread+to+brains+and+beyond:+can+yeast+cells+teach+us+about+neurodegenerative+disease.">Beer and bread to brains and beyond: can yeast cells teach us about neurodegenerative disease.</a> Neurosignals. 16, 52-62 (2008).</li><li>Giorgini, F., Muchowski, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Screening+for+genetic+modifiers+of+amyloid+toxicity+in+yeast.">Screening for genetic modifiers of amyloid toxicity in yeast.</a> Methods Enzymol. 412, 201-222 (2006).</li><li>Ehrnhoefer, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Green+tea+(-)-epigallocatechin-gallate+modulates+early+events+in+huntingtin+misfolding+and+reduces+toxicity+in+Huntington's+disease+models.">Green tea (-)-epigallocatechin-gallate modulates early events in huntingtin misfolding and reduces toxicity in Huntington's disease models.</a> Hum. Mol. Genet. 15, 2743-2751 (2006).</li><li>Cashikar, A. G., Duennwald, M., Lindquist, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+chaperone+pathway+in+protein+disaggregation.+Hsp26+alters+the+nature+of+protein+aggregates+to+facilitate+reactivation+by+Hsp104.">A chaperone pathway in protein disaggregation. Hsp26 alters the nature of protein aggregates to facilitate reactivation by Hsp104.</a> J. Biol. Chem. 280, 23869-2375 (2005).</li></ol>

Dit manuscript beschrijft drie complementaire experimentele benaderingen van polyQ-toxiciteit te meten in het modelorganisme gist op basis van verminderde groei van de gist-cellen die giftige polyQ-expansie eiwitten. Werk in gist heeft aangeboden diepgaande inzichten in de fundamentele cellulaire en moleculaire mechanismen van eiwitten verkeerd vouwen en de daaruit voortvloeiende toxiciteit, met inbegrip van het verkeerd vouwen en de toxiciteit van polyQ-expansie eiwitten 9,11,12. Experimenten op basis van de...

<table border="1"><tbody><tr><td> Naam van het instrument </td><td> Vennootschap </td><td> Catalogusnummer </td></tr><tr><td> Frogger (6x8 pins) </td><td> V &amp; P Scientific, San Diego </td><td> VP 407 AH </td></tr><tr><td> BioscreenC </td><td> Growthcurves USA </td><td> 5101370 </td></tr><tr><td> 100-en Honeycomb platen </td><td> Growthcurves USA </td><td> 9602550 </td></tr></tbody></table>

growth assays to assess polyglutamine toxicity in yeast

Eiwit misfolding gaat gepaard met veel ziekten, in het bijzonder neurodegeneratieve ziekten, zoals de ziekte van Alzheimer, de ziekte van Parkinson, en Huntington 1. Ziekte van Huntington (HD) wordt veroorzaakt door de abnormale groei van een polyglutamine (polyQ) regio van het eiwit huntingtin. De polyQ-uitgebreide huntingtine eiwit bereikt een afwijkende conformatie (dat wil zeggen dat misfolds) en veroorzaakt cellulaire toxiciteit 2. Minstens acht andere neurodegeneratieve ziekten worden veroorzaakt door polyQ-uitbreidingen, waaronder de spinocerebellaire ataxieën en Kennedy de ziekte van 3. Het modelorganisme gist heeft vergemakkelijkt belangrijke inzichten in de cellulaire en moleculaire basis van polyQ-toxiciteit, met inbegrip van het effect van de intra-en inter-moleculaire factoren van polyQ-toxiciteit, en de identificatie van cellulaire mechanismen die worden geremd in cellen die polyQ-expansie eiwitten 3-8. Belangrijkly, werden vele aspecten van polyQ-toxiciteit die werden gevonden in gist gereproduceerd in andere experimentele systemen en tot op zekere hoogte in monsters van HD-patiënten, waaruit blijkt het belang van het gist-model voor de ontdekking van fundamentele mechanismen die ten grondslag liggen polyQ-toxiciteit. Een directe en relatief eenvoudige manier om polyQ-toxiciteit te bepalen in gist is het meten van groeistoornissen van de gist-cellen die polyQ-expansie eiwitten. Dit manuscript beschrijft drie complementaire experimentele benaderingen van polyQ-toxiciteit vast te stellen in gist door het meten van de groei van gist-cellen die polyQ-expansie eiwitten. De eerste twee experimentele benaderingen volgen gistgroei op de borden, de derde benadering houdt toezicht op de groei van de vloeibare gist culturen met behulp van de BioscreenC instrument. Bovendien, dit manuscript beschrijft experimentele moeilijkheden die zich kunnen voordoen bij het hanteren van gist polyQ modellen en schetst de strategieën die zullen helpen om of te vermijdenminimaliseren van deze problemen. De hier beschreven protocollen kunnen worden gebruikt om vast te stellen en genetische routes en kleine moleculen die polyQ toxiciteit moduleren karakteriseren. Bovendien kan de beschreven assays als sjablonen voor nauwkeurige analyse van de toxiciteit die door andere ziekte-gerelateerde gevouwen eiwitten in gist modellen.

Watch this Scientific Journal Video about Growth Assays to Assess Polyglutamine Toxicity in Yeast at JoVE.com

Growth Assays to Assess Polyglutamine Toxicity in Yeast

Dit manuscript beschrijft drie aanvullende protocollen voor de beoordeling van de toxiciteit van polyglutamine (polyQ)-uitbreiding van eiwitten in de gist<em&gt; Saccharomyces cerevisiae</em&gt;. Deze protocollen kunnen eenvoudig worden aangepast om de toxiciteit van andere verkeerd gevouwen eiwitten in gist te controleren.

Groei Testen om de polyglutamine toxiciteit in gist beoordelen

Protein misfolding is associated with many human diseases, particularly neurodegenerative diseases, such as Alzheimer&#x2019;s disease, Parkinson's ...

Research

JoVE Journal

Biology

Identification of Growth Inhibition Phenotypes Induced by Expression of Bacterial Type III Effectors in Yeast

Identificatie van groeiremming fenotypes geïnduceerd door expressie van bacteriële type III Effector in gist

Many Gram-negative pathogenic bacteria use a type III secretion system to translocate a suite of effector proteins into the cytosol of host cells. Within ...

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

Gemodificeerde gist-twee-hybride systeem aan eiwitten Interactie met de groeifactor progranuline identificeren

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 ...

Long-term Lethal Toxicity Test with the Crustacean Artemia franciscana

Long-term Lethal Toxicity Test with the Crustacean Artemia franciscana

Lange-termijn Lethal toxiciteit Test met de Schaal- Artemia franciscana</em

Our research activities target the use of biological methods for the evaluation of environmental quality, with particular reference to saltwater/brackish ...

Methods to Assess Subcellular Compartments of Muscle in C. elegans

Methods to Assess Subcellular Compartments of Muscle in C. elegans

Methoden om subcellulaire compartimenten van Muscle beoordelen<em&gt; C. elegans</em

Muscle is a dynamic tissue that responds to changes in nutrition, exercise, and disease state. The loss of muscle mass and function with disease and age ...

Comparative Analysis of Human Growth Hormone in Serum Using SPRi, Nano-SPRi and ELISA Assays

Vergelijkende analyse van menselijk groeihormoon in het serum met behulp spri, Nano-SPRI en ELISA assays

Sensitive and selective methods for the detection of human growth hormone (hGH) over a wide range of concentrations (high levels of 50-100 ng ml&#8722;1 ...

Gap Junctional Intercellular Communication: A Functional Biomarker to Assess Adverse Effects of Toxicants and Toxins, and Health Benefits of Natural Products

Gap Junctionele intercellulaire communicatie: Een functionele Biomarker om de negatieve gevolgen van de Giftige stoffen en toxines te beoordelen, en gezondheidsvoordelen van Natural Products

This protocol describes a scalpel loading-fluorescent dye transfer (SL-DT) technique that measures intercellular communication through gap junction ...

ODELAY: A Large-scale Method for Multi-parameter Quantification of Yeast Growth

ODELAY: Een grootschalige methode voor multiparameter kwantificering van gistgroei

Growth phenotypes of microorganisms are a strong indicator of their underlying genetic fitness and can be segregated into 3 growth regimes: lag-phase, ...

Effect of Fluorescent Proteins on Fusion Partners Using Polyglutamine Toxicity Assays in Yeast

Effect van fluorescente proteïnen op Fusion Partners Polyglutamine Toxicity Tests met gist

For the investigation of protein localization and trafficking using live cell imaging, researchers often rely on fusing their protein of interest to a ...

Medium-throughput Screening Assays for Assessment of Effects on Ca2+-Signaling and Acrosome Reaction in Human Sperm

Medium-throughput Screening Assays for Assessment of Effects on Ca2+-Signaling and Acrosome Reaction in Human Sperm

Medium-throughput Screening tests voor de beoordeling van effecten op Ca2 +-signalering en Acrosoom reactie in het menselijk sperma

Ca2+-signaling is essential to normal sperm cell function and male fertility. Similarly, the acrosome reaction is vital for the ability of a human sperm ...

Examination of Mitotic and Meiotic Fission Yeast Nuclear Dynamics by Fluorescence Live-cell Microscopy

Onderzoek van de kern dynamiek van de mitotische en Meiotische splijtstof gist door fluorescentie-Live-cel microscopie

Live-cell imaging is a microscopy technique used to examine cell and protein dynamics in living cells. This imaging method is not toxic, generally does ...