Name: gene-targeted random mutagenesis to select heterochromatin-destabilizing proteasome mutants in fission yeast
Uploaded: 2018-05-15T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Gene-targeted Random Mutagenesis to Select Heterochromatin-destabilizing Proteasome Mutants in Fission Yeast at JoVE.com

תמיכה עבור פרויקט זה במימון סופק על-ידי התוכנית מחקר מדעי בסיסי דרך לאומי מחקר קרן של קוריאה (ב- NRF) ממומן על ידי משרד המדע ICT (2016R1A2B2006354).

1. הכנת מדיה
<ol><li>להכין תמצית שמרים עם תוספי מזון (כן), כן ללא אדנין (כן נמוך אייד), בינוני הביקוע גלוטמט (PMG12), וכן PMG ללא אדנין (PMG-אייד) על ידי ערבוב המרכיבים כפי שמתואר בטבלה 1. כן-אייד (איד נמוכה) ו לוחות PMG איד יש את כל המרכיבים אותו, אבל אדנין מושמט מן האחרון.<ol>
<li>השתמש המ?...

<ol>
	<li>Pritchard, L., Corne, D., Kell, D., Rowland, J., Winson, 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+general+model+of+error-prone+PCR.">A general model of error-prone PCR.</a> J Theor Biol. 234 (4), 497-509 (2005).</li><li>Pfeifer, G. P., You, Y. H., Besaratinia, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mutations+induced+by+ultraviolet+light.">Mutations induced by ultraviolet light.</a> Mutat Res. 571 (1-2), 19-31 (2005).</li><li>Moreno, S., Klar, A., Nurse, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+genetic+analysis+of+fission+yeast+Schizosaccharomyces+pombe.">Molecular genetic analysis of fission yeast Schizosaccharomyces pombe.</a> Methods Enzymol. 194, 795-823 (1991).</li><li>Selifonova, O., Valle, F., Schellenberger, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+evolution+of+novel+traits+in+microorganisms.">Rapid evolution of novel traits in microorganisms.</a> Appl Environ Microbiol. 67 (8), 3645-3649 (2001).</li><li>Cohen, 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+DNA+shuffling+works.">How DNA shuffling works.</a> Science. 293 (5528), 237 (2001).</li><li>Sahu, P. P., Sharma, N., Puranik, S., Chakraborty, S., Prasad, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tomato+26S+Proteasome+subunit+RPT4a+regulates+ToLCNDV+transcription+and+activates+hypersensitive+response+in+tomato.">Tomato 26S Proteasome subunit RPT4a regulates ToLCNDV transcription and activates hypersensitive response in tomato.</a> Sci Rep. 6, 27078 (2016).</li><li>Xu, Q., Singer, R. A., Johnston, G. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sug1+modulates+yeast+transcription+activation+by+Cdc68.">Sug1 modulates yeast transcription activation by Cdc68.</a> Mol Cell Biol. 15 (11), 6025-6035 (1995).</li><li>Bhat, K. 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=The+19S+proteasome+ATPase+Sug1+plays+a+critical+role+in+regulating+MHC+class+II+transcription.">The 19S proteasome ATPase Sug1 plays a critical role in regulating MHC class II transcription.</a> Mol Immunol. 45 (8), 2214-2224 (2008).</li><li>Chang, C., 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+Gal4+activation+domain+binds+Sug2+protein,+a+proteasome+component,+in+vivo+and+in+vitro.">The Gal4 activation domain binds Sug2 protein, a proteasome component, in vivo and in vitro.</a> J Biol Chem. 276 (33), 30956-30963 (2001).</li><li>Ekwall, K., Cranston, G., Allshire, R. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fission+yeast+mutants+that+alleviate+transcriptional+silencing+in+centromeric+flanking+repeats+and+disrupt+chromosome+segregation.">Fission yeast mutants that alleviate transcriptional silencing in centromeric flanking repeats and disrupt chromosome segregation.</a> Genetics. 153 (3), 1153-1169 (1999).</li><li>Grewal, S. I., Jia, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heterochromatin+revisited.">Heterochromatin revisited.</a> Nat Rev Genet. 8 (1), 35-46 (2007).</li><li>Forsburg, 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> Forsburg Lab Recipes: Fission Yeast Media. , (2011).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> QIAquick PCR Purification Kit. , (2013).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> pBlueScript II Vector. , (2005).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> QIAquick Gel Extraction Kit. , (2013).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> QuickGene SP Kit Plasmid Kit II (SP-PL2). , (2016).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> PfuUltra High-fidelity DNA Polymerase. , (2004).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Gibson Assembly Master Mix. , (2017).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> GeneMorph II Random Mutagenesis Kits. , (2012).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Plasmid Plus Midi Kit. , (1999).</li><li>Bahler, 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=Heterologous+modules+for+efficient+and+versatile+PCR-based+gene+targeting+in+Schizosaccharomyces+pombe.">Heterologous modules for efficient and versatile PCR-based gene targeting in Schizosaccharomyces pombe.</a> Yeast. 14 (10), 943-951 (1998).</li><li>Szewczyk, E., 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=Fusion+PCR+and+gene+targeting+in+Aspergillus+nidulans.">Fusion PCR and gene targeting in Aspergillus nidulans.</a> Nat Protoc. 1 (6), 3111-3120 (2006).</li><li>Nurse, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Fission Yeast Handbook. , (2000).</li><li>Seo, H. D., 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+19S+proteasome+is+directly+involved+in+the+regulation+of+heterochromatin+spreading+in+fission+yeast.">The 19S proteasome is directly involved in the regulation of heterochromatin spreading in fission yeast.</a> J Biol Chem. , (2017).</li><li>Tang, N. H., 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=Generation+and+characterisation+of+temperature+sensitive+mutants+of+genes+encoding+the+fission+yeast+spindle+pole+body.">Generation and characterisation of temperature sensitive mutants of genes encoding the fission yeast spindle pole body.</a> PeerJ Preprints. 5, e3377v3371 (2017).</li><li>Rasooly, A., Weisz, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vitro+antibacterial+activities+of+phloxine+B+and+other+halogenated+fluoresceins+against+methicillin-resistant+Staphylococcus+aureus.">In vitro antibacterial activities of phloxine B and other halogenated fluoresceins against methicillin-resistant Staphylococcus aureus.</a> Antimicrob Agents Chemother. 46 (11), 3650-3653 (2002).</li><li>Wilson, D. S., Keefe, 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=Random+mutagenesis+by+PCR.">Random mutagenesis by PCR.</a> Curr Protoc Mol Biol. , (2001).</li></ol>

מוטגנזה מכוונת אקראית באמצעות PCR לשגיאות הוא כלי רב עוצמה ליצירת מאגר מגוון של מוטציות באזור נתון. טכניקה זו שימושית במיוחד עבור מחקרים אשר מבקשים להעריך את הפונקציה של חלבון תחת נסיבות מסוימות. לדוגמה, במסמך זה השתמשנו PCR לשגיאות כדי להעריך את תפקוד 19 פרוטאוזום יחידה משנית, Rpt4, בתחזוקת הטר...

גנטיקה קדימה היא שיטה קלאסית שבה חוקרים לחפש מוטנטים המתרחשים באופן טבעי המציגים פנוטיפ מסוים, ואת לבצע ניתוח גנטי. גנטיקה הפוכה, מוטציות יוכנסו הגן עניין, פנוטיפ נבדק. במקרה האחרון, מוטגנזה מכוונת אקראי של גנים יעד משמש לעתים קרובות כדי ליצור מאגר של מוטציות נבחרו לאחר מכן עבור פנוטיפים הרצויה, כגון רגישות טמפרטורה או שינו את פעילות אנזימטיות. ניתן להשתמש בשיטות שונות כדי להשיג מוטגנזה מכוונת אקראי, כולל PCR לשגיאות1; הקרנה UV2; מוטגנים כימיים, כגון אתיל methanesulfonate (EMS) או חומצה חנקיתית3; השימוש של זנים הנתונים זמניים, כגון אלה יתר לבטא mutD5 4; וסדר דנ א5.
כאן, אנו מתארים אסטרטגיה הפוכה-גנטיקה שבו אנו מנצלים PCR לשגיאות לייצר בריכות מוטציה גן המטרה שמרים ביקוע. כפי שאפשר לנחש מהשם שלו, שיטה זו יוצר מוטציות על ידי בכוונה הצגת שגיאות במהלך ה-PCR. בניגוד לשיטות אחרות מוטגנזה מכוונת, PCR לשגיאות מאפשר למשתמש להגדיר את האזור כדי להיות mutagenized. זה עושה את זה שימושי במיוחד המאמצים לחקור את הפונקציה של חלבון/תחום עניין.
כדי להדגים את הפרוצדורה מוטגנזה מכוונת אקראית זו, אנו בזאת השתמש rpt4 +, שמקודד את יחידת משנה פרוטאוזום 19, כדוגמה. Rpt4 הוכח יש פונקציות proteolysis תלויית אורגניזמים שאינם ביקוע שמרים6,7,8,9, פגם proteolysis עלול לגרום השפעות עקיפות על ידי שינוי חלבונים רמות. לפיכך, אנו, איבחון מוטציות שהפעיל שינויים proteolysis עצמאית, במטרה לחקור את תפקוד פרוטאוזום על הטרוכרומטין.
PCR לשגיאות ניתן ליישם בכל אזור הגן על-ידי כוונון המיקום שבו לאגד צבעי יסוד. ניתן לזהות מוטנטים כי התערוכה פנוטיפי לשינוי המיוחל עם כתבים המתאים. כאן, אנחנו מנוצל של הכתב ade6 + הוספת תאים 1 החיצוני חוזרים על עצמם (otr) אזור10. הטרוכרומטין מכוננת נוצר ב אזור זה11, אז הכתב ade6 + מושתק במצב פראי-סוג; זה מסומן על ידי מושבות אדום10. מוטציה אשר שיערער את הטרוכרומטין מכוננת על תאים יוביל הביטוי של ade6 + הכתב, אשר הוא מדמיין בתור מושבות לבן.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="825">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:267px;">1. Media</td>
			<td style="width:155px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:285px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:267px;">Glucose</td>
			<td style="width:155px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">G8270-10KG</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:267px;">Yeast extract</td>
			<td style="width:155px;">BD Biosciences</td>
			<td style="width:119px;">212720</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:267px;">L-Leucine</td>
			<td style="width:155px;">JUNSEI</td>
			<td style="width:119px;">87070-0310</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:267px;">Adenine sulfate</td>
			<td style="width:155px;">ACR</td>
			<td style="width:119px;">16363-0250</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:267px;">Uracil&#160;</td>
			<td style="width:155px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">U0750</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:267px;">L-Histidine</td>
			<td style="width:155px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">H8125</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:267px;">KH2PO4</td>
			<td style="width:155px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">1.05108.0050</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:267px;">NaCl</td>
			<td style="width:155px;">JUNSEI</td>
			<td style="width:119px;">19015-0350</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:26px;width:267px;">MgSO4&#8226;7H2O</td>
			<td style="width:155px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">63140</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:26px;width:267px;">CaCl2</td>
			<td style="width:155px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">12095</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:267px;">Potassium phthalate</td>
			<td style="width:155px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">P6758-500g</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:267px;">Inositol</td>
			<td style="width:155px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">I7508-50G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:267px;">Biotin</td>
			<td style="width:155px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">B4501-100MG</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:267px;">Boric Acid</td>
			<td style="width:155px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">B6768-1KG</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:267px;">MnSO4</td>
			<td style="width:155px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">M7634-500G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:26px;width:267px;">ZnSO4&#8226;7H2O&#160;</td>
			<td style="width:155px;">JUNSEI</td>
			<td style="width:119px;">83060-031</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:26px;width:267px;">FeCl2&#8226;4H2O</td>
			<td style="width:155px;">KANTO</td>
			<td style="width:119px;">CB8943686</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:267px;">Sodium molybdate dihydrate</td>
			<td style="width:155px;">YAKURI</td>
			<td style="width:119px;">31621</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:267px;">KI</td>
			<td style="width:155px;">JUNSEI</td>
			<td style="width:119px;">80090-0301</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:26px;width:267px;">CuSO4&#8226;5H2O</td>
			<td style="width:155px;">YAKURI</td>
			<td style="width:119px;">09605</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:267px;">D-myo-inositol</td>
			<td style="width:155px;">MP biomedicals</td>
			<td style="width:119px;">102052</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:267px;">Pantothenate</td>
			<td style="width:155px;">YAKURI</td>
			<td style="width:119px;">26003</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:267px;">Nicotinic Acid</td>
			<td style="width:155px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">N4126-500G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:26px;width:267px;">(NH4)2SO4&#160;</td>
			<td style="width:155px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">A4418-100G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:267px;">Agarose</td>
			<td style="width:155px;">Biobasic</td>
			<td>D0012</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:267px;">G418, geneticin</td>
			<td style="width:155px;">LPS</td>
			<td style="width:119px;">G41805</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:267px;">2. Enzyme reactions</td>
			<td style="width:155px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:267px;">PfuUltra II Fusion HS DNA Polymerase</td>
			<td style="width:155px;">Aglient</td>
			<td style="width:119px;">600380</td>
			<td>For site-directed mutagenesis</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:267px;">GeneMorphII Random mutagenesis Kit</td>
			<td style="width:155px;">Aglient</td>
			<td style="width:119px;">200500</td>
			<td>For error-prone PCR</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:267px;">Phusion High-Fidelity DNA Polymerase</td>
			<td style="width:155px;">Thermo Fisher</td>
			<td>F-530L</td>
			<td>For fusion PCR</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:267px;">Ex Taq&#160;DNA Polymerase</td>
			<td style="width:155px;">Takara</td>
			<td style="width:119px;">RR001b</td>
			<td>For general PCR</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:267px;">BamH1</td>
			<td style="width:155px;">New England BioLabs</td>
			<td style="width:119px;">R0136S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:267px;">Xho1</td>
			<td style="width:155px;">New England BioLabs</td>
			<td>R0146S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:267px;">Dpn1</td>
			<td style="width:155px;">New England BioLabs</td>
			<td style="width:119px;">R0176S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:267px;">3. Equipment</td>
			<td style="width:155px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:267px;">Velveteen square, black</td>
			<td style="width:155px;">VWR</td>
			<td style="width:119px;">89033-116</td>
			<td>For replica</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:267px;">Replica-plating tool</td>
			<td style="width:155px;">VWR</td>
			<td style="width:119px;">25395-380</td>
			<td>For replica</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:267px;">MicroPulser Electroporator</td>
			<td style="width:155px;">Biorad</td>
			<td style="width:119px;">1652100&#160;</td>
			<td>For fission yeast transformation</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:267px;">Electroporation Cuvettes, 0.2 cm gap</td>
			<td style="width:155px;">Biorad</td>
			<td style="width:119px;">1652086&#160;</td>
			<td>For fission yeast transformation</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:267px;">Thermal Cycler</td>
			<td style="width:155px;">Bioer</td>
			<td style="width:119px;">BYQ6078</td>
			<td>For fusion PCR ramp reaction&#160;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

gene-targeted random mutagenesis to select heterochromatin-destabilizing proteasome mutants in fission yeast

מוטגנזה מכוונת אקראי של גנים היעד משמשת לזיהוי מוטציות תשואה של פנוטיפ הרצוי. שיטות העשויות לשמש להשגת מוטגנזה מכוונת אקראי, PCR לשגיאות היא אסטרטגיה נוחה ויעילה ליצירת מאגר מגוון של מוטציות (כלומר., ספרייה מוטציה). PCR לשגיאות הוא שיטת הבחירה כאשר חוקר מבקש להפוך למוטציות אזור מוגדרים מראש, כגון האזור קידוד של הגן תוך השארת אזורים אחרים גנומית מעושה. לאחר ספריית מוטנטים מוגבר על-ידי ה-PCR לשגיאות, זה חייב להיות משובטים לתוך פלסמיד מתאים. הגודל של הספרייה שנוצר על ידי ה-PCR לשגיאות מוגבל בשל היעילות של השלב שיבוט. עם זאת, בשמרים ביקוע, שמר הביקוע, הצעד השיבוט יכול להיות מוחלף על ידי שימוש יעילים ביותר בשלב אחד פיוז'ן PCR כדי ליצור מבנים לשינוי. מוטציות של פנוטיפים הרצוי ייתכן ואז שנבחר באמצעות עיתונאים המתאים. כאן, אנו מתארים את האסטרטגיה הזאת בפירוט, לוקחים כדוגמה, כתב להוסיפה אצל הטרוכרומטין centromeric.

המוטציות Rpt4 שנרכש על-ידי ביצוע ההליכים המתוארים באיור 1 ניתן לנתח אותם על-ידי הערכת את הצבעים של המושבות. הצבעים של המושבות הם הבחינו על גבי הלוחות הרלוונטיים ומקטין את המספר באיור2. הכתב ade6 + להוסיפה אצל באזור הטרוכרומטין מושתק בפראי-?...

Watch this Scientific Journal Video about Gene-targeted Random Mutagenesis to Select Heterochromatin-destabilizing Proteasome Mutants in Fission Yeast at JoVE.com

Gene-targeted Random Mutagenesis to Select Heterochromatin-destabilizing Proteasome Mutants in Fission Yeast

גן במיקוד אקראי מוטגנזה מכוונת לבחירת יציב הטרוכרומטין פרוטאוזום מוטציות שמרים ביקוע

מאמר זה מתאר מתודולוגיה מפורט אקראי מוטגנזה מכוונת של גנים היעד בביקוע שמרים. כדוגמה, אנחנו יעד rpt4 +, שמקודד של יחידת משנה של פרוטאוזום 19, וכן מסך מוטציות ביציבותה הטרוכרומטין.

Random mutagenesis of a target gene is commonly used to identify mutations that yield the desired phenotype. Of the methods that may be used to achieve ...

The overall goal of this random mutagenesis is to screen for mutations that destabilize heterochromatin. This method can help answer key questions in the heterochromatin field, such as factors that regulate the formation and maintenance of heterochromatin. The main advantage of this technique is that it can specifically target a desired gene for mutagenesis, even if the gene is essential.To begin, prepare yeast extract with supplements, or YES, without adenine, Pombe Glutamate Medium, or PMG, and PMG without adenine, by mixing the components as shown in this table. After autoclaving and adding G418 if necessary, stir the medium for another five to ten minutes. Then, aliquot the media into 90 milliliter Petri dishes and store the plates at four degrees Celsius.Using the cloned rpt4 positive, with its five prime and three prime UTRs and silent mutation, as well as primers p5 and p6 and a special polymerase, designed to generate a high error rate, perform error-prone PCR in a total volume of 50 microliters. After generating a transformation-fusion construct, according to the text protocol, inoculate ten milliliters of YES medium with yeast, and incubate it for more than 16 hours to saturation. Use 200 milliliters of YES medium to dilute the cells to an OD600 of 0.2, and incubate the culture at 30 degrees Celsius with shaking for five to six hours to an OD600 of 0.6 to 0.8.Calculate the volume of cells that add up to OD600 of 30. Then, dispense the cells into four 50 milliliter conical tubes and chill them on ice for 10 minutes. Harvest the cells by centrifugation at 1050 G and four degrees Celsius for three minutes.Then, place the microfuge tubes with cassette DNA and 10 electro cuvettes on ice. While still on ice, discard the supernatant and add 15 milliliters of 1.2-molar sorbitol, gently shake the tubes to re-suspend the cells, then centrifuge the cells at 1050 G and four degrees Celsius for three minutes. Discard the supernatant and perform a second sorbitol wash.After centrifugation, discard the supernatant. Then, re-suspend the cells and collect them all in one 15-milliliter conical tube. Next, add 1.2 molar sorbitol up to 2.4 milliliters.Keep the tube of cells on ice. Then, add 200 microliters of sorbitol-suspended cells to a tube containing the fusion PCR construct, mix well, and transfer the sample to an electro cuvette. It is important not to use an excess amount of PCR cassette, as it will give discharge errors.Electroporate the cells using the following options:add 600 microliters of 1.2-molar sorbitol to each electro cuvette for a total volume of 800 microliters. Then, spread the cells onto four YES plates. Incubate the plates at 30 degrees Celsius for 24 hours.Then, perform replica plating on YES plus G418 before incubating the plates for an additional three days. For each YES plus G418 plate, perform replica plating to YES without adenine and PMG without adenine plates. Incubate the replica plates at 30 degrees Celsius for one to two days until some of the colonies on the YES without adenine plates show a white coloration.Compare YES without adenine and PMG without adenine plates and select cells that show pink or white on the YES without adenine plate, and also grow on the PMG without adenine plate. Do not select colonies without growth on PMG without adenine, as they are false positives. Pick each colony and add it to 10 microliters of SPZ solution containing 2.5 milligrams per milliliter of zymolyase 100T.Then, incubate the colonies at 37 degrees Celsius for at least 30 minutes. Following the incubation, use one microliter of this solution as the starting template for colony PCR. After digesting selected colonies and carrying out gel electrophoresis according to the text protocol, mark the colonies whose PCR products were cut by XHO1 and patch them to YES plus G418 plates.Following the isolation of gDNA from fission yeast cells, and sequencing of the PCR products according to the text protocol, compare the obtained sequence with the wild-type sequence to identify mutations. Once the mutations are re-introduced into wild-type cells, use spotting to confirm the phenotype in the newly-made mutant cells. The rpt4 mutants generated using the protocol demonstrated in this video can be analyzed by assessing the colors of the colonies.As shown in this figure, the colonies were spotted onto the relevant plates in decreasing cell number. The adenine reporter inserted in the heterochromatin region is silenced in wild-type cells and produces red colonies on YES without adenine plates. Once the heterochromatin is destabilized and the adenine reporter is expressed, white colonies can be observed on the YES without adenine plates as seen with the clr4-delta mutant.The screened rpt4 mutants are as shown with the rpt4-1 mutant exhibiting the most severe heterochromatin destabilization. Once mastered, this technique can be done in two weeks to get the desired mutants. While attempting this procedure, it's important to eliminate the false positives as they are more frequent than expected.Following this procedure, other methods like protein purification and enzyme activity tests can be performed in order to answer additional questions, like the nature of the proteins. After watching this video, you should have a good understanding of how to generate mutants in a target gene with the desired phenotype.

Research

JoVE Journal

Genetics

Optogenetic Random Mutagenesis Using Histone-miniSOG in C. elegans

Optogenetic Random Mutagenesis Using Histone-miniSOG in C. elegans

Optogenetic mutagenesis אקראי באמצעות היסטון-miniSOG ב<em&gt; C. elegans</em

Forward genetic screening in model organisms is the workhorse to discover functionally important genes and pathways in many biological processes. In most ...

High-Throughput Robotically Assisted Isolation of Temperature-sensitive Lethal Mutants in Chlamydomonas reinhardtii

High-Throughput Robotically Assisted Isolation of Temperature-sensitive Lethal Mutants in Chlamydomonas reinhardtii

תפוקה גבוהה בידוד Assisted רובוטית של מוטאנטים קטלניים רגישים-טמפרטורה<em&gt; Chlamydomonas reinhardtii</em

Systematic identification and characterization of genetic perturbations have proven useful to decipher gene function and cellular pathways. However, the ...

Targeted in Situ Mutagenesis of Histone Genes in Budding Yeast

Targeted in Situ Mutagenesis of Histone Genes in Budding Yeast

ממוקד<em&gt; באתרו</em&gt; גני mutagenesis של היסטון שמרים הנץ

We describe a PCR- and homologous recombination-based system for generating targeted mutations in histone genes in budding yeast cells. The resulting ...

Using a Fluorescent PCR-capillary Gel Electrophoresis Technique to Genotype CRISPR/Cas9-mediated Knockout Mutants in a High-throughput Format

באמצעות טכניקה ג&#39;ל אלקטרופורזה פלורסנט PCR-נימי הגנוטיפ קריספר / Cas9 בתיווך נוק מוטאנטים בתוך פורמט תפוקה גבוהה

The development of programmable genome-editing tools has facilitated the use of reverse genetics to understand the roles specific genomic sequences play ...

CRISPR/Cas9 Gene Editing to Make Conditional Mutants of Human Malaria Parasite P. falciparum

CRISPR/Cas9 Gene Editing to Make Conditional Mutants of Human Malaria Parasite P. falciparum

CRISPR/Cas9 ג'ין עריכה כדי להפוך מותנה מוטציות של בני אדם טפיל המלריה falciparum פ

Malaria is a significant cause of morbidity and mortality worldwide. This disease, which primarily affects those living in tropical and subtropical ...

Mating-based Overexpression Library Screening in Yeast

ביטוי ההזדווגות מבוססי ספריית הקרנה שמרים

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

Characterizing Histone Post-translational Modification Alterations in Yeast Neurodegenerative Proteinopathy Models

אפיון שינויים Post-translational שינוי היסטון במודלים ניווניות Proteinopathy שמרים

Neurodegenerative diseases, such as amyotrophic lateral sclerosis (ALS) and Parkinson&#39;s disease (PD), cause the loss of hundreds of thousands of lives ...

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

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

מסך משתיק קול עמוק רצף-בסיוע, ספונטני ב ביקוע שמרים שמר הביקוע

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 ...

Enhanced Yeast One-hybrid Screens To Identify Transcription Factor Binding To Human DNA Sequences

מסכי אחד-היברידית משופרת שמרים לזהות גורם שעתוק מחייב את רצפי דנ א אנושי

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

Embryo Microinjection Techniques for Efficient Site-Specific Mutagenesis in Culex quinquefasciatus

Embryo Microinjection Techniques for Efficient Site-Specific Mutagenesis in Culex quinquefasciatus

אמבריו מיקרו-סינתזה טכניקות עבור מוטגנזה יעילה ספציפית לאתר בקולקס quinquefasciatus

Culex quinquefasciatus is a vector of a diverse range of vector-borne diseases such as avian malaria, West Nile virus (WNV), Japanese encephalitis, ...