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

Arbetet i Duennwald laboratoriet stöds med bidrag från den amerikanska Federation for Aging Research (FJÄRRAN), den ärftliga sjukdomen Foundation (HDF) och William Wood Foundation.

1. Uttryck av Toxic PolyQ expansion proteiner i jäst En systematisk analys har visat att det exakta aminosyrasekvensen hos en polyQ-expansionen protein som krävs för att producera toxicitet i jäst 7. Detta giftiga polyQ-expansionen proteinet innehåller en amino-terminal FLAG-markör följt av 17 aminosyror från den ursprungliga sekvensen för huntingtin proteinet, en polyQ region, och en karboxi-terminal fusion till ett fluorescerande protein (antingen GFP eller GFP, se figur ...

<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>

Detta manuskript beskriver tre kompletterande experimentella metoder för att mäta polyQ-toxicitet i modellen organismen jästen baserat på minskad tillväxt av jästceller som uttrycker giftiga polyQ expansion proteiner. Arbetet i jäst har erbjudit djupa insikter om de grundläggande cellulära och molekylära mekanismer av protein felveckning och dess påföljande toxicitet, inklusive felveckning och toxicitet polyQ expansion proteiner 9,11,12. Experiment bygger på de protokoll som presenteras här har ...

<table border="1"><tbody><tr><td> Namn instrumentet </td><td> Företaget </td><td> Katalognummer </td></tr><tr><td> Frogger (6x8 stift) </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-och Honeycomb plattor </td><td> Growthcurves USA </td><td> 9602550 </td></tr></tbody></table>

growth assays to assess polyglutamine toxicity in yeast

Protein felveckning förknippas med många sjukdomar hos människan, i synnerhet neurodegenerativa sjukdomar, såsom Alzheimers sjukdom, Parkinsons sjukdom och Huntingtons sjukdom 1. Huntingtons sjukdom (HD) är orsakad av onormal utvidgning av en polyglutaminsystem (polyQ) regionen i proteinet huntingtin. Den polyQ-expanderade huntingtin protein uppnår en avvikande konformation (dvs det misfolds) och orsakar cellulär toxicitet 2. Minst ytterligare åtta neurodegenerativa sjukdomar orsakas av polyQ-expansioner, inklusive spinocerebellära ataxi och Kennedys sjukdom 3. Modellen organismen jästen har underlättat betydande insikter i cellulära och molekylära grunden för polyQ-toxicitet, inklusive effekten av intra-och inter-molekylära faktorer polyQ-toxicitet, och identifieringen av cellulära vägar som är osäkra i celler som uttrycker polyQ expansion proteiner 3-8. Viktigtly har många aspekter av polyQ-toxicitet som hittades i jäst återges i andra experimentella system och i viss utsträckning i prover från HD patienter, vilket visar betydelsen av jästen modell för upptäckten av grundläggande mekanismer som ligger till grund polyQ-toxicitet. En direkt och relativt enkelt sätt att bestämma polyQ-toxicitet i jäst är att mäta tillväxtdefekter av jästceller som uttrycker polyQ expansion proteiner. Detta manuskript beskriver tre komplementära experimentella metoder för att bestämma polyQ-toxicitet i jäst genom att mäta tillväxt av jästceller som uttrycker polyQ expansion proteiner. De två första experimentella metoder att övervaka jäst tillväxt på plattor, övervakar tredje metoden tillväxten av flytande jästkulturer använder BioscreenC instrumentet. Vidare beskriver detta manuskript experimentella svårigheter som kan uppstå vid hantering av modellerna jäst polyQ och beskriver strategier som bidrar till att undvika ellerminimera dessa svårigheter. De protokoll som beskrivs här kan användas för att identifiera och karakterisera genetiska vägar och små molekyler som modulerar polyQ-toxicitet. Vidare kan de beskrivna analyserna tjäna som mallar för noggranna analyser av toxicitet orsakad av andra sjukdomar associerade med felveckade proteiner i jäst modeller.

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

Detta manuskript beskriver tre kompletterande protokoll för att bedöma toxicitet polyglutaminsystem (polyQ)-expansion proteiner i jästen<em&gt; Saccharomyces cerevisiae</em&gt;. Dessa protokoll kan lätt modifieras för att övervaka toxiciteten hos andra felveckade proteiner i jäst.

Tillväxtanalyser att utvärdera polyglutaminsystem toxicitet i jäst

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

Identifiering av fenotyper tillväxthämning orsakad av Redovisning av Bakterie Typ III Effektenheter i jäst

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

Modifierad jäst-Two-Hybrid System för att identifiera proteiner Interagera med Growth Factor Progranulin

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

Long-term Lethal Toxicity Test with the Crustacean Artemia franciscana

Long-term Lethal Toxicity Test with the Crustacean Artemia franciscana

Långsiktig Dödligt toxicitetstest med Crustacean 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

Metoder för att bedöma Subcellulära Fack för Muscle in<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

Jämförande analys av humant tillväxthormon i serum Använda SPRI, Nano-spri och ELISA-analyser

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

Kanalförbindelse kommunikationen mellan: En funktionell Biomarker att bedöma biverkningar av gifter och toxiner, och hälsoeffekterna av naturliga produkter

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: En storskalig metod för multiparameterkvantificering av jästtillväxt

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

Effekten av fluorescerande proteiner på Fusion Partners använder Polyglutamine toxicitet analyser i jäst

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 analyser för bedömning av effekter på Ca2 +-signalering och akrosomen reaktion i mänskliga spermier

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

Undersökning av mitotiska och Meiotic fission jäst nukleär dynamik genom fluorescens Live-cell Microscopy

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 ...