Name: high-throughput screening for protein-based inheritance in s. cerevisiae
Uploaded: 2017-08-08T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about High-throughput Screening for Protein-based Inheritance in S. cerevisiae at JoVE.com

ونحن نشكر تشاكرابورتي سوني وساندرا جونز وديفيد غارسيا، بولار بهوبيندر، تشانغ إميليا، أنها ريتشارد وسوزان لندكست لمساعدتها في تطوير الاختبارات المستخدمة في هذه الورقة، فضلا عن المراجعين لتعليقاتهم مدروس.

1. Initial Overexpression
<ol>
	<li>Transform the yeast cells (in this case, BY4741 MAT a haploids) previously grown in YPD liquid (10 g of yeast extract, 20 g of peptone, and 20 g of glucose per 1 L) with the desired candidate constructs from the FLEXGene ORFeome library (yeast ORFs under the control of a galactose-inducible promoter in the URA3-marked centromericplasmid backbone, pBY01129).</li>
	<li>Use autoclaved toothpicks to pick four separate colonies from these...

<ol>
	<li>Halfmann, R., Alberti, S., 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=Prions,+protein+homeostasis,+and+phenotypic+diversity.">Prions, protein homeostasis, and phenotypic diversity.</a> Trends Cell Biol. 20 (3), 125-133 (2010).</li><li>Byers, J. S., Jarosz, D. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pernicious+pathogens+or+expedient+elements+of+inheritance:+the+significance+of+yeast+prions.">Pernicious pathogens or expedient elements of inheritance: the significance of yeast prions.</a> PLoS Pathog. 10 (4), 1003992 (2014).</li><li>Jarosz, D. 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=Cross-kingdom+chemical+communication+drives+a+heritable,+mutually+beneficial+prion-based+transformation+of+metabolism.">Cross-kingdom chemical communication drives a heritable, mutually beneficial prion-based transformation of metabolism.</a> Cell. 158 (5), 1083-1093 (2014).</li><li>True, H. L., 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+yeast+prion+provides+a+mechanism+for+genetic+variation+and+phenotypic+diversity.">A yeast prion provides a mechanism for genetic variation and phenotypic diversity.</a> Nature. 407 (6803), 477-483 (2000).</li><li>Suzuki, G., Shimazu, N., Tanaka, M. <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+prion,+Mod5,+promotes+acquired+drug+resistance+and+cell+survival+under+environmental+stress.">A yeast prion, Mod5, promotes acquired drug resistance and cell survival under environmental stress.</a> Science. 336 (6079), 355-359 (2012).</li><li>Hou, 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=MAVS+forms+functional+prion-like+aggregates+to+activate+and+propagate+antiviral+innate+immune+response.">MAVS forms functional prion-like aggregates to activate and propagate antiviral innate immune response.</a> Cell. 146 (3), 448-461 (2011).</li><li>Cai, X., 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=Prion-like+polymerization+underlies+signal+transduction+in+antiviral+immune+defense+and+inflammasome+activation.">Prion-like polymerization underlies signal transduction in antiviral immune defense and inflammasome activation.</a> Cell. 156 (6), 1207-1222 (2014).</li><li>Majumdar, 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=Critical+role+of+amyloid-like+oligomers+of+Drosophila+Orb2+in+the+persistence+of+memory.">Critical role of amyloid-like oligomers of Drosophila Orb2 in the persistence of memory.</a> Cell. 148 (3), 515-529 (2012).</li><li>Khan, M. R., 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=Amyloidogenic+Oligomerization+Transforms+Drosophila+Orb2+from+a+Translation+Repressor+to+an+Activator.">Amyloidogenic Oligomerization Transforms Drosophila Orb2 from a Translation Repressor to an Activator.</a> Cell. 163 (6), 1468-1483 (2015).</li><li>Fioriti, 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=The+Persistence+of+Hippocampal-Based+Memory+Requires+Protein+Synthesis+Mediated+by+the+Prion-like+Protein+CPEB3.">The Persistence of Hippocampal-Based Memory Requires Protein Synthesis Mediated by the Prion-like Protein CPEB3.</a> Neuron. 86 (6), 1433-1448 (2015).</li><li>Derkatch, I. L., Bradley, M. E., Hong, J. Y., Liebman, S. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prions+affect+the+appearance+of+other+prions:+the+story+of+[PIN(+)].">Prions affect the appearance of other prions: the story of [PIN(+)].</a> Cell. 106 (2), 171-182 (2001).</li><li>Alberti, S., Halfmann, R., King, O., Kapila, A., 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+systematic+survey+identifies+prions+and+illuminates+sequence+features+of+prionogenic+proteins.">A systematic survey identifies prions and illuminates sequence features of prionogenic proteins.</a> Cell. 137 (1), 146-158 (2009).</li><li>Chernoff, Y. O., Lindquist, S. L., Ono, B., Inge-Vechtomov, S. G., Liebman, S. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Role+of+the+chaperone+protein+Hsp104+in+propagation+of+the+yeast+prion-like+factor+[psi+].">Role of the chaperone protein Hsp104 in propagation of the yeast prion-like factor [psi+].</a> Science. 268 (5212), 880-884 (1995).</li><li>Patino, M. M., Liu, J. J., Glover, J. R., 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=Support+for+the+prion+hypothesis+for+inheritance+of+a+phenotypic+trait+in+yeast.">Support for the prion hypothesis for inheritance of a phenotypic trait in yeast.</a> Science. 273 (5275), 622-626 (1996).</li><li>Wickner, R. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=[URE3]+as+an+altered+URE2+protein:+evidence+for+a+prion+analog+in+Saccharomyces+cerevisiae.">[URE3] as an altered URE2 protein: evidence for a prion analog in Saccharomyces cerevisiae.</a> Science. 264 (5158), 566-569 (1994).</li><li>Sondheimer, N., 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=Rnq1:+an+epigenetic+modifier+of+protein+function+in+yeast.">Rnq1: an epigenetic modifier of protein function in yeast.</a> Mol Cell. 5 (1), 163-172 (2000).</li><li>Balbirnie, M., Grothe, R., Eisenberg, D. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+amyloid-forming+peptide+from+the+yeast+prion+Sup35+reveals+a+dehydrated+beta-sheet+structure+for+amyloid.">An amyloid-forming peptide from the yeast prion Sup35 reveals a dehydrated beta-sheet structure for amyloid.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 98 (5), 2375-2380 (2001).</li><li>Glover, J. R., 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=Self-seeded+fibers+formed+by+Sup35,+the+protein+determinant+of+[PSI+],+a+heritable+prion-like+factor+of+S.+cerevisiae.">Self-seeded fibers formed by Sup35, the protein determinant of [PSI+], a heritable prion-like factor of S. cerevisiae.</a> Cell. 89 (5), 811-819 (1997).</li><li>King, C. Y., 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=Prion-inducing+domain+2-114+of+yeast+Sup35+protein+transforms+in+vitro+into+amyloid-like+filaments.">Prion-inducing domain 2-114 of yeast Sup35 protein transforms in vitro into amyloid-like filaments.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 94 (13), 6618-6622 (1997).</li><li>Shorter, 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=Hsp104+catalyzes+formation+and+elimination+of+self-replicating+Sup35+prion+conformers.">Hsp104 catalyzes formation and elimination of self-replicating Sup35 prion conformers.</a> Science. 304 (5678), 1793-1797 (2004).</li><li>Ferreira, P. C., Ness, F., Edwards, S. R., Cox, B. S., Tuite, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+elimination+of+the+yeast+[PSI+]+prion+by+guanidine+hydrochloride+is+the+result+of+Hsp104+inactivation.">The elimination of the yeast [PSI+] prion by guanidine hydrochloride is the result of Hsp104 inactivation.</a> Mol Microbiol. 40 (6), 1357-1369 (2001).</li><li>Caudron, F., Barral, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+super-assembly+of+Whi3+encodes+memory+of+deceptive+encounters+by+single+cells+during+yeast+courtship.">A super-assembly of Whi3 encodes memory of deceptive encounters by single cells during yeast courtship.</a> Cell. 155 (6), 1244-1257 (2013).</li><li>Wickner, R. B., Edskes, H. K., Shewmaker, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=How+to+find+a+prion:+[URE3],+[PSI+]+and+[beta].">How to find a prion: [URE3], [PSI+] and [beta].</a> Methods. 39 (1), 3-8 (2006).</li><li>Chernoff, Y. O., Derkach, I. L., Inge-Vechtomov, S. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multicopy+SUP35+gene+induces+de-novo+appearance+of+psi-like+factors+in+the+yeast+Saccharomyces+cerevisiae.">Multicopy SUP35 gene induces de-novo appearance of psi-like factors in the yeast Saccharomyces cerevisiae.</a> Curr Genet. 24 (3), 268-270 (1993).</li><li>Brown, J. C., 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+heritable+switch+in+carbon+source+utilization+driven+by+an+unusual+yeast+prion.">A heritable switch in carbon source utilization driven by an unusual yeast prion.</a> Genes Dev. 23 (19), 2320-2332 (2009).</li><li>Coustou, V., Deleu, C., Saupe, S., Begueret, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+protein+product+of+the+het-s+heterokaryon+incompatibility+gene+of+the+fungus+Podospora+anserina+behaves+as+a+prion+analog.">The protein product of the het-s heterokaryon incompatibility gene of the fungus Podospora anserina behaves as a prion analog.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 94 (18), 9773-9778 (1997).</li><li>Sopko, R., 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=Mapping+pathways+and+phenotypes+by+systematic+gene+overexpression.">Mapping pathways and phenotypes by systematic gene overexpression.</a> Mol Cell. 21 (3), 319-330 (2006).</li><li>Chakrabortee, 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=Intrinsically+Disordered+Proteins+Drive+Emergence+and+Inheritance+of+Biological+Traits.">Intrinsically Disordered Proteins Drive Emergence and Inheritance of Biological Traits.</a> Cell. 167 (2), 369-381 (2016).</li><li>Hu, Y., 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=Approaching+a+complete+repository+of+sequence-verified+protein-encoding+clones+for+Saccharomyces+cerevisiae.">Approaching a complete repository of sequence-verified protein-encoding clones for Saccharomyces cerevisiae.</a> Genome Res. 17 (4), 536-543 (2007).</li><li>Swain, P. 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=Inferring+time+derivatives+including+cell+growth+rates+using+Gaussian+processes.">Inferring time derivatives including cell growth rates using Gaussian processes.</a> Nat Commun. 7, 13766 (2016).</li><li>Jarosz, D. F., Lancaster, A. K., Brown, J. C., 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=An+evolutionarily+conserved+prion-like+element+converts+wild+fungi+from+metabolic+specialists+to+generalists.">An evolutionarily conserved prion-like element converts wild fungi from metabolic specialists to generalists.</a> Cell. 158 (5), 1072-1082 (2014).</li><li>Neiman, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sporulation+in+the+budding+yeast+Saccharomyces+cerevisiae.">Sporulation in the budding yeast Saccharomyces cerevisiae.</a> Genetics. 189 (3), 737-765 (2011).</li><li>Gietz, D., St Jean, A., Woods, R. A., Schiestl, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improved+method+for+high+efficiency+transformation+of+intact+yeast+cells.">Improved method for high efficiency transformation of intact yeast cells.</a> Nucleic Acids Res. 20 (6), 1425 (1992).</li><li>Formosa, T., Nittis, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Suppressors+of+the+temperature+sensitivity+of+DNA+polymerase+alpha+mutations+in+Saccharomyces+cerevisiae.">Suppressors of the temperature sensitivity of DNA polymerase alpha mutations in Saccharomyces cerevisiae.</a> Mol Gen Genet. 257 (4), 461-468 (1998).</li><li>Christiano, R., Nagaraj, N., Frohlich, F., Walther, T. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Global+proteome+turnover+analyses+of+the+Yeasts+S.+cerevisiae+and+S.+pombe.">Global proteome turnover analyses of the Yeasts S. cerevisiae and S. pombe.</a> Cell Rep. 9 (5), 1959-1965 (2014).</li><li>Lancaster, A. K., Nutter-Upham, A., Lindquist, S., King, O. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=PLAAC:+a+web+and+command-line+application+to+identify+proteins+with+prion-like+amino+acid+composition.">PLAAC: a web and command-line application to identify proteins with prion-like amino acid composition.</a> Bioinformatics. 30 (17), 2501-2502 (2014).</li><li>Halfmann, R., 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=Screening+for+amyloid+aggregation+by+Semi-Denaturing+Detergent-Agarose+Gel+Electrophoresis.">Screening for amyloid aggregation by Semi-Denaturing Detergent-Agarose Gel Electrophoresis.</a> J Vis Exp. (17), (2008).</li><li>Rogoza, 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=Non-Mendelian+determinant+[ISP+]+in+yeast+is+a+nuclear-residing+prion+form+of+the+global+transcriptional+regulator+Sfp1.">Non-Mendelian determinant [ISP+] in yeast is a nuclear-residing prion form of the global transcriptional regulator Sfp1.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 107 (23), 10573-10577 (2010).</li><li>Shorter, 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=Prions+as+adaptive+conduits+of+memory+and+inheritance.">Prions as adaptive conduits of memory and inheritance.</a> Nat Rev Genet. 6 (6), 435-450 (2005).</li><li>Tanaka, M., Chien, P., Naber, N., Cooke, R., Weissman, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Conformational+variations+in+an+infectious+protein+determine+prion+strain+differences.">Conformational variations in an infectious protein determine prion strain differences.</a> Nature. 428 (6980), 323-328 (2004).</li><li>Tanaka, M., Weissman, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+efficient+protein+transformation+protocol+for+introducing+prions+into+yeast.">An efficient protein transformation protocol for introducing prions into yeast.</a> Methods Enzymol. 412, 185-200 (2006).</li><li>Roberts, B. T., Wickner, R. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heritable+activity:+a+prion+that+propagates+by+covalent+autoactivation.">Heritable activity: a prion that propagates by covalent autoactivation.</a> Genes Dev. 17 (17), 2083-2087 (2003).</li><li>Ozbudak, E. M., Thattai, M., Lim, H. N., Shraiman, B. I., Van Oudenaarden, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multistability+in+the+lactose+utilization+network+of+Escherichia+coli.">Multistability in the lactose utilization network of Escherichia coli.</a> Nature. 427 (6976), 737-740 (2004).</li></ol>

وحددت البريونات الخميرة الأولى تعمل غير عادية وأنماط محيرة من الميراث. خصائص هذه البريونات ثم استخدمت لبناء الخوارزميات والأدوات الحاسوبية للشاشة لبروتينات بريون إضافية. الأسلوب الموصوفة هنا، على النقيض من ذلك، التجريبية وتعتمد على overexpression عابرة لإنشاء دائم التغير في ثابت ترميز الدولة...

كثيرا ما تواجه النظم البيولوجية تقلبات عابرة في وفرة البروتين. لم يتضح ما إذا كانت هذه يكون لها تأثير دائم في تشكيل النمط الظاهري للكائن الحي أو للأجيال المقبلة. الحالات الأكثر شهرة من هذه الأحياء تشمل فئة نادرة من البروتينات، البريونات، التي تدفع ظهور السمات الموروثة دون تعديل الجينوم. بدلاً من ذلك، يحيل هذه الجسيمات فيكتيوس تيناسيوس و في بروتعمل عن طريق تغييرات مستديمة للبروتين المطابقة1،2. تم اكتشاف هذا النوع من الميراث كسبب لأنماط الإرث غير عادية من مرض الأعصاب المدمرة. ومع ذلك، أظهرت الدراسات في الكائنات الحية بدءاً من الفطريات للثدييات4،3،5،7،،من68،،من910 منذ ذلك الحين أن عناصر مثل بريون يمكن أن يضفي قيمة تكيفية. ومع ذلك، قد يعتبر البريونات رائعة لكنها نادرة غرائب البيولوجية.
ويعقد هذه الحكمة السائدة في الجزء لتوصيف الإرث القائم على البروتين طويلة قد تم تقييدها من قبل مجموعة صغيرة من الأمثلة. جهود الفحص المنهجي الأخيرة اتسعت هذه الصورة إلى حد كبير بتحديد عدة البريونات حسن النية الجديدة11 والبروتين تقريبا أربعة وعشرين المجالات12 مع القدرة على تحويل الوقود مثل بريون conformational. ومع ذلك، نظراً لأن هذه النهج قد تركز عموما على التحيزات القائمة على تسلسل الأحماض الأمينية القوية، البريونات التي تم اكتشافها تشترك في الخصائص البيوكيميائية للمؤسسين الخميرة البريونات [هذه المبادرة+]13،14و [URE3]15، و11،[RNQ+]16. وتشمل هذه: 1) وحدات المجالات التي هي غنية في البوليمر طويلة تمتد من الهليونين (N) والجلوتامين (Q)، 2) الجمعية إلى اميلويد [بريون+] تكيف17،،من1819، و 3) إكمال الاعتماد على ديساجريجاسي الدالة Hsp104 لإكثار المؤمنين من الأم إلى الابنة13،،من2021. والواقع أن الكثير من حسن النية البريونات، بما في ذلك [غار+]، [Het-s]، وحتى بريون الأصلي (PrPاتفاقية استكهولم)، سوف تضيع تحت هذه المعايير الصارمة. وربما الأهم من ذلك، أنهم سيكون غير قادر على التقاط أي آليات جديدة من الإرث القائم على البروتين22. وهكذا، قد يكون اتساع هذه الظواهر البيولوجية الحقيقية الآن أكثر شيوعاً في الطبيعة مما يفترض مسبقاً.
للتحقيق في هذه المسألة، كان يعمل في استراتيجية الفائق والبروتين على نطاق المنظومة. من السمات مميزة البريونات كافة، بما في ذلك الحزب الثورياتفاقية استكهولم، [غار+]، و [Het-s]، أن overexpression عابرة من البروتينات المسببة بشدة يزيد معدل بريون اقتناء15،،من2324،،من2526. وقد اتخذنا الاستفادة من هذه الميزة أن تسأل بشكل منهجي، عبر الكامل الخميرة أورفيومي، إذا كانت الدول المستندة إلى البروتين، وجينيه مستقرة يمكن الشروع في طريق عابر حمل overexpression البروتينات الفردية. ومن المعروف جيدا أن overexpression البروتين يمكن أن يغير تعمل27. ومع ذلك، بروتينات بريون غير عادية لعلى الإفراط في إنتاج مؤقت ينتج تغيير في النمط الظاهري هو الموروثة لعدة مئات من الأجيال بعد أوفيريكسبريشن الأولى. وقد لاحظنا سابقا الاستفادة من هذه الميزة، فضلا عن أنماط الإرث غير عادية من العناصر الوراثية المستندة إلى البروتين، التعرف على العشرات من البروتينات التي قادرة على هيريتابلي إعادة الأسلاك المظهرية المناظر الطبيعية دون تغيير الجينوم28. على الرغم من أن بعض التعرف على البروتينات كانت معروفة سابقا البريونات، معظم لم تكن، مما يؤكد قوة هذا النهج للكشف عن أشكال جديدة من الإرث القائم على البروتين.

<table width="958">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:356px;height:21px;">Guanidine hydrochloride</td>
			<td style="width:299px;">Sigma</td>
			<td style="width:125px;">Cat#G3272-25G</td>
			<td style="width:179px;">Chemical</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Manganese chloride</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>Cat#M8054-100G</td>
			<td>Chemical</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Ethidium bromide</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>E1510</td>
			<td>Chemical</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">5-Fluoroorotic Acid</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>Cat#F5013-50MG</td>
			<td>Chemical</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">BY4741 MATa (his3&#916;1 leu2&#916;0 LYS2 met15&#916;0 ura3&#916;0)</td>
			<td>Winston et al., 1995; Brachmann et al., 1998</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Yeast strain</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">BY4741 MAT&#945; (his3&#916;1 leu2&#916;0 lys2&#916;0 MET15 ura3&#916;0)</td>
			<td>Winston et al., 1995; Brachmann et al., 1998</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Yeast strain</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Hsp70 (K69M)&#160;</td>
			<td>Jarosz et al., 2014b</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Plasmid</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">FLEXGene library</td>
			<td>Hu et al., 2007</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Plasmid library</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Dextrose (glucose)</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>D16-3</td>
			<td>Media component</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Raffinose</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>R0250-25G</td>
			<td>Media component</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Galactose</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>BP656-500</td>
			<td>Media component</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">CSM</td>
			<td>Sunrise Science</td>
			<td>1001-100</td>
			<td>Media component</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">CSM-URA</td>
			<td>Sunrise Science</td>
			<td>1004-100</td>
			<td>Media component</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">CSM-LYS</td>
			<td>Sunrise Science</td>
			<td>1032-100</td>
			<td>Media component</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">CSM-MET</td>
			<td>Sunrise Science</td>
			<td>1019-100</td>
			<td>Media component</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">CSM-LYS-MET</td>
			<td>Sunrise Science</td>
			<td>1035-100</td>
			<td>Media component</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">yeast extract</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>BP1422-2</td>
			<td>Media component</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">peptone</td>
			<td>Research Products International</td>
			<td>P20240-5000</td>
			<td>Media component</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">bacto-peptone</td>
			<td>BD</td>
			<td align="right">211677</td>
			<td>Media component</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">glycerol</td>
			<td>EMD Millipore</td>
			<td>GX0185-2</td>
			<td>Media component</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">yeast nitrogen base w/o amino acids</td>
			<td>BD</td>
			<td align="right">291920</td>
			<td>Media component</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">agar</td>
			<td>IBI Scientific</td>
			<td>IB49172</td>
			<td>Media component</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Adenine sulfate</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>A3159-25G</td>
			<td>Media component</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Potassium acetate</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>P1190-500G</td>
			<td>Media component</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Uracil</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>U0750-100G</td>
			<td>Media component</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Histidine</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>H8000-100G</td>
			<td>Media component</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Leucine</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>L8000-25G</td>
			<td>Media component</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Lysine</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>L5501-25G</td>
			<td>Media component</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">RNase I&#160;</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>EN0601</td>
			<td>Enzyme</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">biotinylated DNase</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>AM1906</td>
			<td>Enzyme</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">zymolyase 100T (yeast lytic enzyme)</td>
			<td>Sunrise Science</td>
			<td>N0766555</td>
			<td>Enzyme</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Microplate reader</td>
			<td>BioTek</td>
			<td>Synergy H1</td>
			<td>Equipment</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Microplate stacker</td>
			<td>BioTek</td>
			<td>BioStack3</td>
			<td>Equipment</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Plate filler</td>
			<td>BiotTek</td>
			<td>EL406</td>
			<td>Equipment</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Liquid handling robot</td>
			<td>Beckman Coulter</td>
			<td>Biomek FX</td>
			<td>Equipment</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

high-throughput screening for protein-based inheritance in s. cerevisiae

ترميز المعلومات البيولوجية التي يمكن الوصول إليها لأجيال المستقبل عموما يتحقق عن طريق إدخال تغييرات على تسلسل الحمض النووي. الوراثة المعمرة المشفرة في البروتين المطابقة (بدلاً من تسلسل) منذ فترة طويلة وتعتبر تحول النموذج ولكن نادرة. أفضل الأمثلة تتسم هذه عناصر جينية هي البريونات، التي تمتلك سلوكاً ذاتيا تجميع التي يمكن أن تدفع بمظاهر جديدة تعمل الموروثة. البريونات التوراتية العديد من عرض تحيز تسلسل N/Q-الأغنياء ملفتة للنظر وتجميع في حظيرة اميلويد. وقد أبلغت هذه الميزات غير عادية معظم جهود الفحص لتحديد جديد بريون البروتينات. ومع ذلك، عدم إيواء ثلاثة على الأقل البريونات المعروفة (بما في ذلك بريون المؤسسين، الحزب الثوريSc) هذه الخصائص البيوكيميائية. ولذلك قمنا بتطوير أسلوب بديل للتحقيق في نطاق الإرث القائم على البروتين يستند إلى خاصية العمل الجماعي: overexpression عابرة من بروتينات بريون يزيد التردد الذي يحصلون تكيف قولبة المتمتعة بالحكم الذاتي. وتصف هذه الورقة أسلوباً لتحليل قدرة الخميرة أورفيومي للحصول على الإرث القائم على البروتين. باستخدام هذه الاستراتيجية، وجدنا سابقا أن &gt; 1% بروتينات الخميرة يمكن أن تغذي ظهور الصفات البيولوجية التي كانت طويلة الأمد ومستقرة، وقد نشأ أكثر من الطفرات الوراثية. يمكن استخدام هذا النهج في إنتاجية عالية عبر أورفيوميس كامل أو كنموذج فحص المستهدف للشبكات الجينية المحددة أو المحفزات البيئية. مثلما شاشات الجينية إلى الأمام تعريف المسارات الإنمائية وإشارات عديدة، تقدم هذه التقنيات منهجية للتحقيق في تأثير الوراثة على أساس البروتين في العمليات البيولوجية.

Protein overexpression is known to dramatically alter cellular phenotypes27. Indeed, with an initial screening approach, hundreds of new phenotypes were reproducibly recovered from the overexpression of clones from the yeast ORFeome using just ten stressors. However, the assays described above allow for the assessment of whether cells retain any long-term stable phenotypes following this overexpression. One protein capable of encoding such a state is Psp1. Psp1 is ...

Watch this Scientific Journal Video about High-throughput Screening for Protein-based Inheritance in S. cerevisiae at JoVE.com

High-throughput Screening for Protein-based Inheritance in S. cerevisiae

ويصف هذا البروتوكول منهجية الفائق للشاشة وظيفيا للإرث القائم على البروتين في S. cerevisiae.

الفرز الفائق للإرث القائم على البروتين في سيريفيسيا س.

The encoding of biological information that is accessible to future generations is generally achieved via changes to the DNA sequence. Long-lived ...

Research

JoVE Journal

Biology

High-throughput Screening for Protein-based Inheritance in S. cerevisiae

Assay for Adhesion and Agar Invasion in S. cerevisiae

مقايسة للالتصاق وغزو آجار في البيرة س.

Yeasts are found in natural biofilms, where many microorganisms colonize surfaces. In artificial environments, such as surfaces of man-made objects, ...

A high-throughput method to globally study the organelle morphology in S. cerevisiae

أسلوب الإنتاجية العالية عالميا لدراسة مورفولوجية عضية في البيرة س.

High-throughput methods to examine protein localization or organelle morphology is an effective tool for studying protein interactions and can help ...

Identification of protein complexes with quantitative proteomics in S. cerevisiae

تحديد بروتين المجمعات مع كمية البروتينات في البيرة س.

Lipids are the building blocks of cellular membranes that function as barriers and in compartmentalization of cellular processes, and recently, as ...

High-throughput Screening and Biosensing with Fluorescent C. elegans Strains

High-throughput Screening and Biosensing with Fluorescent C. elegans Strains

الفرز الفائق الإنتاجية وBiosensing مع نيون C. ايليجانس سلالات

High-throughput screening (HTS) is a powerful approach for identifying chemical modulators of biological processes.  However, many compounds identified in ...

High Throughput Screening of Fungal Endoglucanase Activity in Escherichia coli

High Throughput Screening of Fungal Endoglucanase Activity in Escherichia coli

ارتفاع المناولة فحص النشاط Endoglucanase الفطرية في القولونية</em

Cellulase enzymes (endoglucanases, cellobiohydrolases, and &beta;-glucosidases) hydrolyze cellulose into component sugars, which in turn can be converted ...

Flow Cytometry-based Purification of S. cerevisiae Zygotes

Flow Cytometry-based Purification of S. cerevisiae Zygotes

تدفق الخلوي على أساس تنقية<em&gt; S. خميرة</em&gt; بيضات ملقحة

Zygotes are essential intermediates between haploid and diploid states in the life cycle of many organisms, including yeast (Figure 1) 1. S. cerevisiae ...

High-throughput Screening for Small-molecule Modulators of Inward Rectifier Potassium Channels

الفرز الفائق الإنتاجية الصغيرة للجزيء المغيرون من الداخل قنوات البوتاسيوم المعدل

Specific members of the inward rectifier potassium (Kir) channel family are postulated drug targets for a variety of disorders, including hypertension, ...

High-throughput Functional Screening using a Homemade Dual-glow Luciferase Assay

الإنتاجية العالية فحص وظيفية باستخدام محلية الصنع ثنائي توهج luciferase الفحص

We present a rapid and inexpensive high-throughput screening protocol to identify transcriptional regulators of alpha-synuclein, a gene associated with ...

High Throughput Quantitative Expression Screening and Purification Applied to Recombinant Disulfide-rich Venom Proteins Produced in E. coli

High Throughput Quantitative Expression Screening and Purification Applied to Recombinant Disulfide-rich Venom Proteins Produced in E. coli

عالية الإنتاجية التعبير الكمي فحص وتنقية تطبق على المؤتلف ثاني كبريتيد الغنية البروتينات السم المنتجة في<em&gt; E. القولونية</em

Escherichia coli (E. coli) is the most widely used expression system for the production of recombinant proteins for structural and functional studies. ...

High-throughput Screening for Chemical Modulators of Post-transcriptionally Regulated Genes

الإنتاجية العالية للكشف عن المغيرون الكيميائية من الجينات المشاركة ما بعد transcriptionally الخاضعة للرقابة

Both transcriptional and post-transcriptional regulation have a profound impact on genes expression. However, commonly adopted cell-based screening assays ...