Name: a comparative approach to characterize the landscape of host-pathogen protein-protein interactions
Uploaded: 2013-07-18T12:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Comparative Approach to Characterize the Landscape of Host-Pathogen Protein-Protein Interactions at JoVE.com

Dette arbeidet ble støttet delvis av midler fra Institut Pasteur og med tilskudd fra Ligue nationale contre le Cancer (tilskudd R05/75-129 og RS07/75-75), Foreningen pour la Recherche sur le Cancer (tilskudd ARC A09 / 1/5031 og 4867), og Agence Nationale de la Recherche (ANR07 MIME 009 02 og ANR09 MIEN 026 01). MM var en mottaker av en MENRT fellesskap.

En. Gjær to-hybrid Screenings <ol><li> Gjør følgende nødvendige løsninger: <ol><li> Komplett syntetisk Drop Out (SD): Løs opp 26,7 g minimal SD base med glukose i en liter vann. Tilsett 2 g av aminosyre-blanding fremstilt som følger: 2 g adenin hemisulfat, 2 g arginin HCl, 2 g Histidin HCl, 2 g isoleucin, 4 leucin g, 2 g Lysin HCl, 2 g metionin, 3 g fenylalanin, 2 g L -serin, 2 g L-Treonin, 3 g tryptofan, 2 g tyrosin, 1,2 g Uracil, 9 g valin. </li><li> Selektiv...

<ol>
	<li>Davey, N. E., Trave, G., Gibson, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=How+viruses+hijack+cell+regulation.">How viruses hijack cell regulation.</a> Trends in Biochemical Sciences. 36, 159-169 (2011).</li><li>Calderwood, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Epstein-Barr+virus+and+virus+human+protein+interaction+maps.">Epstein-Barr virus and virus human protein interaction maps.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 104, 7606-7611 (2007).</li><li>de Chassey, 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=Hepatitis+C+virus+infection+protein+network.">Hepatitis C virus infection protein network.</a> Mol. Syst. Biol. 4, 230 (2008).</li><li>Simonis, N., 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=Host-pathogen+interactome+mapping+for+HTLV-1+and+-2+retroviruses.">Host-pathogen interactome mapping for HTLV-1 and -2 retroviruses.</a> Retrovirology. 9, 26 (2012).</li><li>Dyer, M. D., Murali, T. M., Sobral, B. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+landscape+of+human+proteins+interacting+with+viruses+and+other+pathogens.">The landscape of human proteins interacting with viruses and other pathogens.</a> PLoS Pathog. 4, e32 (2008).</li><li>Rual, J. 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=Towards+a+proteome-scale+map+of+the+human+protein-protein+interaction+network.">Towards a proteome-scale map of the human protein-protein interaction network.</a> Nature. 437, 1173-1178 (2005).</li><li>Venkatesan, K., 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+empirical+framework+for+binary+interactome+mapping.">An empirical framework for binary interactome mapping.</a> Nat. Methods. 6, 83-90 (2009).</li><li>Cassonnet, 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=Benchmarking+a+luciferase+complementation+assay+for+detecting+protein+complexes.">Benchmarking a luciferase complementation assay for detecting protein complexes.</a> Nat. Methods. 8, 990-992 (2011).</li><li>Ito, T., 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+comprehensive+two-hybrid+analysis+to+explore+the+yeast+protein+interactome.">A comprehensive two-hybrid analysis to explore the yeast protein interactome.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 98, 4569-4574 (2001).</li><li>Saldanha, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Java+Treeview--extensible+visualization+of+microarray+data.">Java Treeview--extensible visualization of microarray data.</a> Bioinformatics. 20, 3246-3248 (2004).</li><li>Smoot, M. E., Ono, K., Ruscheinski, J., Wang, P. L., Ideker, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cytoscape+2.8:+new+features+for+data+integration+and+network+visualization.">Cytoscape 2.8: new features for data integration and network visualization.</a> Bioinformatics. 27, 431-432 (2011).</li><li>Huang da, W., Sherman, B. T., Lempicki, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Systematic+and+integrative+analysis+of+large+gene+lists+using+DAVID+bioinformatics+resources.">Systematic and integrative analysis of large gene lists using DAVID bioinformatics resources.</a> Nat. Protoc. 4, 44-57 (2009).</li><li>Muller, M., 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=Large+scale+genotype+comparison+of+human+papillomavirus+E2-host+interaction+networks+provides+new+insights+for+e2+molecular+functions.">Large scale genotype comparison of human papillomavirus E2-host interaction networks provides new insights for e2 molecular functions.</a> PLoS Pathog. 8, e1002761 (2012).</li><li>Neveu, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparative+analysis+of+virus-host+interactomes+with+a+mammalian+high-throughput+protein+complementation+assay+based+on+Gaussia+princeps+luciferase.">Comparative analysis of virus-host interactomes with a mammalian high-throughput protein complementation assay based on Gaussia princeps luciferase.</a> Methods. , (2012).</li><li>Braun, 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+experimentally+derived+confidence+score+for+binary+protein-protein+interactions.">An experimentally derived confidence score for binary protein-protein interactions.</a> Nat. Methods. 6, 91-97 (2009).</li></ol>

Selvstendig, gjær-to hybrid og pattedyr interaksjon analyser, for eksempel GST-trekk, Lumier eller MAPPIT, har vist seg å være effektive verktøy for å oppdage protein-protein interaksjoner, men er begrenset av den høye frekvensen av falske positive og falske negative interaksjoner forbundet med disse teknikkene 15. Videre er bevis vokser at kombinere ortogonale metoder øker påliteligheten til den oppnådde interaksjon datasettet 7.. Den senere tids utvikling av HT-GPCA teknikk som er beskre...

Den økende mengden av data som er samlet for å generere protein-protein interaksjon maps åpner perspektiver for å ytterligere forstå patogen infeksjoner. Som global forståelse av patogene infeksjoner begynner å dukke opp, det gir tilgang til omfanget av forstyrrelser forårsaket av patogener proteiner når du kobler den menneskelige proteomet en. Det har derved en måte å forstå hvordan patogener manipulere vertscellen maskineri. Spesielt avslørte kartlegging av flere viral-vert interaksjon nettverk som virusproteiner fortrinnsvis målet vert proteiner som er sterkt koblet i mobilnettverket (nav), eller som er sentralt for mange stier i et nettverk (flaskehalser proteiner) 2-4. Disse interaksjonene tillate virus å manipulere viktige cellulære prosesser, noe som er medvirkende til å gjenskape og produsere smittsomme avkom. Comparative interaksjoner kartlegging ble nylig gjennomført på beslektede virus med det mål å trekke ut informasjon i forhold tilpatogenese fire. Videre har studier av vert-patogener interaksjoner landskapet blitt utvidet til mange patogener fem. Den målrettede celle faktorer identifikasjon gir innsikt i strategier som brukes av patogener å infisere celler og tillater påvisning av potensielle sykdomsfremkallende markører. Gjær to-hybrid system er den mest populære metoden for å identifisere binære interaksjoner siden genetisk screening er en effektiv og sensitiv verktøy for high-throughput kartlegging av protein-protein interaksjoner. Tilnærmingen foreslått her ytterligere forbedrer enkelte Y2H screenings ved å vurdere et protein av flere patogener belastning varianter, og dermed gi tilgang til en sammenlignende oversikt over patogen-vert protein-protein interaksjoner. Videre ligger en betydelig begrensning av gjær to-hybrid screening i en høy falsk-negative klassifiseringen, siden det gjenvinner ca 20% av de totale seks interaksjoner. Dette innebærer at interaksjoner oppdaget med bare en undergruppe av pathogens varianter kan ha rømt deteksjon med de andre. Derfor er enkelte partnere dukker opp fra alle de to-hybrid screenings ytterligere utfordret for samhandling med det komplette utvalg av stammer studert, noe som gir komparative interaksjon datasett. Siden det ble demonstrert at å kombinere ulike metoder kraftig øker robustheten av protein-protein interaksjon datasett 7, er dette validering utføres i mammalske celler av en nyutviklet protein-fragment complementation analysen heter HT-GPCA åtte. Denne cellen-basert system tillater påvisning av protein interaksjoner ved complementation av Gaussia princeps delt luciferase og har blitt designet for å være kompatibel med en høy gjennomstrømming format. Takket være sin luminescens-basert teknologi og sin lave bakgrunnsstøy sammenlignet med andre fluorescens-basert analysen, viser HT-GPCA en påfallende høy følsomhet. Totalt utgjør denne tilnærmingen en effektivverktøy for å generere en omfattende kartlegging av host-patogen interplays, som representerer det første skrittet mot en global forståelse av vertscellen kapring.

<table border="1">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Name of Reagent/Material</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Yeast strains</td>
			<td>Clontech</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Minimal SD base</td>
			<td>US biological</td>
			<td>D9500</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Amino acids</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3-amino-1,2,4-Triazole (3-AT)</td>
			<td>Acros organics</td>
			<td>264571000</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Zymolase</td>
			<td>Seikagaku</td>
			<td>120491</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DMEM</td>
			<td>Gibco-Life Technologies</td>
			<td>31966</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fetal bovine serum</td>
			<td>BioWest</td>
			<td>S1810</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phosphate buffer Saline (PBS)</td>
			<td>Gibco-Life Technologies</td>
			<td>14190</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Penicillin-Streptomycin</td>
			<td>Gibco-Life Technologies</td>
			<td>15140</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypsin-EDTA</td>
			<td>Gibco-Life Technologies</td>
			<td>25300</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Renilla luciferase assay</td>
			<td>Promega</td>
			<td>E2820</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>White culture plate</td>
			<td>Greiner Bio-One</td>
			<td>655083</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>96-wellPCR plates</td>
			<td>4titude</td>
			<td>4t-i0730/C</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Incubator (30 &deg;C)</td>
			<td>Memmert</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Incubator (37 &deg;C)</td>
			<td>Heraeus</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Luminometer</td>
			<td>Berthold</td>
			<td>Centro XS-LB 960</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a comparative approach to characterize the landscape of host-pathogen protein-protein interactions

Betydelig innsats var samlet for å generere store omfattende protein-protein interaksjon nettverk kart. Dette er medvirkende til å forstå patogen-vert relasjoner og ble i hovedsak utført av genetiske screenings i gjær to-hybrid-systemer. Den nylige forbedringen av protein-protein interaksjon deteksjon av en Gaussia luciferase-baserte fragment complementation analysen tilbyr nå muligheten til å utvikle integrerende komparative interactomic tilnærminger er nødvendige for å strengt sammenligne interaksjon profiler av proteiner fra ulike patogen belastning varianter mot et felles sett av cellulære faktorer. Denne artikkelen fokuserer spesielt på nytten av å kombinere to ortogonale metoder for å generere protein-protein interaksjon datasett: gjær to-hybrid (Y2H) og en ny analyse, høy gjennomstrømming Gaussia princeps protein complementation analysen (HT-GPCA) utført i celler hos pattedyr. nt &quot;&gt; En storstilt identifisering av mobilnettet partnere av et patogen protein er utført av parring-baserte gjær to-hybrid visninger av cDNA biblioteker ved hjelp av flere patogen belastning varianter. En undergruppe av samhandlende partnere valgt på en høy tillit statistisk scoring er videre validert i mammalske celler for parvis interaksjoner med hele settet av patogene varianter proteiner ved hjelp av HT-GPCA. Denne kombinasjonen av to komplementære metoder forbedrer robustheten av samspillet datasettet, og gjør at ytelsen til en strengere komparativ interaksjon analyse. Slike komparative interactomics utgjør en pålitelig og kraftig strategi for å dechiffrere patogen-vert interplays.

En stor styrke av HT-GPCA ligger i dens høye følsomhet, som illustrert ved vurderingen av falske positive og falske negative for den HPV E2 protein i figur 2 (tilpasset fra referanse 13). For å bestemme falsk negativ kurs, ble kjente interaksjoner av E2 fra HPV16 vurdert av HT-GPCA (Figur 2A). Fire av 18 interaksjoner ble ikke gjenvunnet (tilsvarende en 22% feilaktig negative klassifiseringen). De falske positive interaksjoner ble målt til å være 5,8% ved bruk av 12 HPV E2 protein...

Watch this Scientific Journal Video about A Comparative Approach to Characterize the Landscape of Host-Pathogen Protein-Protein Interactions at JoVE.com

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

Denne artikkelen fokuserer på identifisering av høy trygg interaksjon datasett mellom vert og patogen proteiner ved hjelp av en kombinasjon av to ortogonale metoder: gjær to-hybrid etterfulgt av en høy gjennomstrømming interaksjon analysen i mammalske celler kalt HT-GPCA.

En komparativ tilnærming til preger landskapet av Host-patogenfrie Protein-protein interaksjoner

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

Research

JoVE Journal

Immunology and Infection

Comparative in vivo Study of gp96 Adjuvanticity in the Frog Xenopus laevis

Comparative in vivo Study of gp96 Adjuvanticity in the Frog Xenopus laevis

We have developed in the amphibian Xenopus laevis a unique non-mammalian model to study the ability of certain heat shock proteins (hsps) such as gp96 to ...

Use of an Optical Trap for Study of Host-Pathogen Interactions for Dynamic Live Cell Imaging

Dynamic live cell imaging allows direct visualization of real-time interactions between cells of the immune system1, 2; however, the lack of spatial and ...

Use of the EpiAirway Model for Characterizing Long-term Host-pathogen Interactions

Nontypeable Haemophilus influenzae  (NTHi) are human-adapted Gram-negative bacteria that can cause recurrent and chronic infections of the respiratory ...

Phage Phenomics: Physiological Approaches to Characterize Novel Viral Proteins

Fag Phenomics: Fysiologiske tilnærminger for å karakter Novel virale proteiner

Current investigations into phage-host interactions are dependent on extrapolating knowledge from (meta)genomes. Interestingly, 60 - 95% of all phage ...

Biomimetic Materials to Characterize Bacteria-host Interactions

Biomimetiske Materialer som skal prege Bakterier-vert interaksjoner

Bacterial attachment to host cells is one of the earliest events during bacterial colonization of host tissues and thus a key step during infection. The ...

Retroviral Transduction of Helper T Cells as a Genetic Approach to Study Mechanisms Controlling their Differentiation and Function

Retroviral Transduksjon T-hjelpeceller som genetisk tilnærming å studere mekanismer kontrollere sine Differensiering og funksjon

Helper T cell development and function must be tightly regulated to induce an appropriate immune response that eliminates specific pathogens yet prevents ...

A Protocol to Characterize the Morphological Changes of Clostridium difficile in Response to Antibiotic Treatment

A Protocol to Characterize the Morphological Changes of Clostridium difficile in Response to Antibiotic Treatment

En protokoll for å karakterisere de morfologiske endringene av<em&gt; Clostridium difficile</em&gt; Som svar på antibiotisk behandling

Assessment of antibiotic action with new drug development directed towards anaerobic bacteria is difficult and technically demanding. To gain insight into ...

Evaluation of Host-Pathogen Responses and Vaccine Efficacy in Mice

Evaluering av Host-patogen svar og vaksinen i mus

Vaccines are a 20th century medical marvel. They have dramatically reduced the morbidity and mortality caused by infectious diseases and contributed to a ...

Infection of Zebrafish Larvae with Aspergillus Spores for Analysis of Host-Pathogen Interactions

Infection of Zebrafish Larvae with Aspergillus Spores for Analysis of Host-Pathogen Interactions

Infeksjon av sebrafisk larver med Aspergillus sporer for analyse av vert-patogen interaksjoner

Invasive aspergillosis (IA) is one of&#160;the most common fungal infections among immunocompromised individuals. Despite the availability of antifungal ...

Label-Free Quantitative Proteomics Workflow for Discovery-Driven Host-Pathogen Interactions

Etikettfri kvantitativ proteomikk arbeidsflyt for oppdagelsesdrevne host-patogen interaksjoner

The technological achievements of mass spectrometry (MS)-based quantitative proteomics opens many undiscovered avenues for analyzing an organism&#8217;s ...