Name: effect of fluorescent proteins on fusion partners using polyglutamine toxicity assays in yeast
Uploaded: 2018-11-28T14:45:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Effect of Fluorescent Proteins on Fusion Partners Using Polyglutamine Toxicity Assays in Yeast at JoVE.com

Este estudio es apoyado por una subvención de funcionamiento de los institutos canadienses de investigación en salud M.L.D. y P.L. El trabajo presentado aquí es apoyado por un premio John R. Evans líder fondo de la Fundación Canadiense para la innovación y un fondo de juego desde el fondo de la investigación de Ontario para P.L. Y.J. es apoyado por un MSc a beca de doctorado transferencia del Decano de la escuela de Schulich de M edición y odontología en la Universidad de Western Ontario. S.D.G. es apoyado por una beca de doctorado de Canadá ALS.

1. generación de nuevo fluorescencia etiquetada Httex1 reporteros para una expresión en la levadura
Nota: Esta sección ha sido modificada del Protocolo por Jiang et al. 16 y Albakri et al. 19.
<ol><li>Diseño de cebadores para amplificar la secuencia de codificación de la proteína fluorescente o interés por PCR. El primer avance debe incluir una secuencia de líder para ayudar a la enzima de restricción duran...

<ol>
	<li>Chalfie, M., Tu, Y., Euskirchen, G., Ward, W. W., Prasher, D. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Green+fluorescent+protein+as+a+marker+for+gene+expression.">Green fluorescent protein as a marker for gene expression.</a> Science. 263 (5148), 802-805 (1994).</li><li>Thorn, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetically+encoded+fluorescent+tags.">Genetically encoded fluorescent tags.</a> Molecular Biology of the Cell. 28 (7), 848-857 (2017).</li><li>Shcherbakova, D. M., Subach, O. M., Verkhusha, V. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Red+fluorescent+proteins:+advanced+imaging+applications+and+future+design.">Red fluorescent proteins: advanced imaging applications and future design.</a> Angewandte Chemie. 51 (43), 10724-10738 (2012).</li><li>Snapp, E. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fluorescent+proteins:+a+cell+biologist's+user+guide.">Fluorescent proteins: a cell biologist's user guide.</a> Trends in Cell Biology. 19 (11), 649-655 (2009).</li><li>Costantini, L. 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=A+palette+of+fluorescent+proteins+optimized+for+diverse+cellular+environments.">A palette of fluorescent proteins optimized for diverse cellular environments.</a> Nature Communications. 6, 7670 (2015).</li><li>Costantini, L. M., Snapp, E. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fluorescent+proteins+in+cellular+organelles:+serious+pitfalls+and+some+solutions.">Fluorescent proteins in cellular organelles: serious pitfalls and some solutions.</a> DNA and Cell Biology. 32 (11), 622-627 (2013).</li><li>Yang, F., Moss, L. G., Phillips, G. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+molecular+structure+of+green+fluorescent+protein.">The molecular structure of green fluorescent protein.</a> Nature Biotechnology. 14 (10), 1246-1251 (1996).</li><li>Zacharias, D. A., Violin, J. D., Newton, A. C., Tsien, R. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Partitioning+of+lipid-modified+monomeric+GFPs+into+membrane+microdomains+of+live+cells.">Partitioning of lipid-modified monomeric GFPs into membrane microdomains of live cells.</a> Science. 296 (5569), 913-916 (2002).</li><li>P&#233;delacq, J. -. 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=Engineering+soluble+proteins+for+structural+genomics.">Engineering soluble proteins for structural genomics.</a> Nature Biotechnology. 20 (9), 927-932 (2002).</li><li>Baird, G. S., Zacharias, D. A., Tsien, R. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biochemistry,+mutagenesis,+and+oligomerization+of+DsRed,+a+red+fluorescent+protein+from+coral.">Biochemistry, mutagenesis, and oligomerization of DsRed, a red fluorescent protein from coral.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 97 (22), 11984-11989 (2000).</li><li>Laue, T. M., Stafford, W. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modern+applications+of+analytical+ultracentrifugation.">Modern applications of analytical ultracentrifugation.</a> Annual Review of Biophysics and Biomolecular Structure. 28, 75-100 (1999).</li><li>P&#233;delacq, J. -. D., Cabantous, S., Tran, T., Terwilliger, T. C., Waldo, G. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Engineering+and+characterization+of+a+superfolder+green+fluorescent+protein.">Engineering and characterization of a superfolder green fluorescent protein.</a> Nature Biotechnology. 24 (1), 79-88 (2006).</li><li>Costantini, L. M., Fossati, M., Francolini, M., Snapp, E. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessing+the+tendency+of+fluorescent+proteins+to+oligomerize+under+physiologic+conditions.">Assessing the tendency of fluorescent proteins to oligomerize under physiologic conditions.</a> Traffic. 13 (5), 643-649 (2012).</li><li>Snapp, E. 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=Formation+of+stacked+ER+cisternae+by+low+affinity+protein+interactions.">Formation of stacked ER cisternae by low affinity protein interactions.</a> The Journal of Cell Biology. 163 (2), 257-269 (2003).</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> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 103 (29), 11045-11050 (2006).</li><li>Jiang, Y., Di Gregorio, S. E., Duennwald, M. L., Lajoie, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polyglutamine+toxicity+in+yeast+uncovers+phenotypic+variations+between+different+fluorescent+protein+fusions.">Polyglutamine toxicity in yeast uncovers phenotypic variations between different fluorescent protein fusions.</a> Traffic. 18 (1), 58-70 (2017).</li><li>Penney, J. B., Vonsattel, J. P., MacDonald, M. E., Gusella, J. F., Myers, 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=CAG+repeat+number+governs+the+development+rate+of+pathology+in+Huntington's+disease.">CAG repeat number governs the development rate of pathology in Huntington's disease.</a> Annals of Neurology. 41 (5), 689-692 (1997).</li><li>Gusella, J. F., MacDonald, M. E. <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:+seeing+the+pathogenic+process+through+a+genetic+lens.">Huntington's disease: seeing the pathogenic process through a genetic lens.</a> Trends in Biochemical Sciences. 31 (9), 533-540 (2006).</li><li>Albakri, M. B., Jiang, Y., Lajoie, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polyglutamine+toxicity+assays+highlight+the+advantages+of+mScarlet+for+imaging+in+Saccharomyces+cerevisiae+[version+1;+referees:+1+approved,+1+approved+with+reservations].">Polyglutamine toxicity assays highlight the advantages of mScarlet for imaging in Saccharomyces cerevisiae [version 1; referees: 1 approved, 1 approved with reservations].</a> F1000Research. 7, 1242 (2018).</li><li>Schindelin, J., Rueden, C. T., Hiner, M. C., Eliceiri, K. 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+ImageJ+ecosystem:+An+open+platform+for+biomedical+image+analysis.">The ImageJ ecosystem: An open platform for biomedical image analysis.</a> Molecular Reproduction and Development. 82 (7-8), 518-529 (2015).</li><li>Duennwald, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Yeast+as+a+platform+to+explore+polyglutamine+toxicity+and+aggregation.">Yeast as a platform to explore polyglutamine toxicity and aggregation.</a> Methods in Molecular Biology. 1017, 153-161 (2013).</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> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 103 (29), 11051-11056 (2006).</li><li>Lee, S., Lim, W. A., Thorn, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improved+blue,+green,+and+red+fluorescent+protein+tagging+vectors+for+S.+cerevisiae.">Improved blue, green, and red fluorescent protein tagging vectors for S. cerevisiae.</a> Plos One. 8 (7), e67902 (2013).</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> Journal of Visualized Experiments. (17), e838 (2008).</li><li>Sikorski, R. S., Hieter, 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+system+of+shuttle+vectors+and+yeast+host+strains+designed+for+efficient+manipulation+of+DNA+in+Saccharomyces+cerevisiae.">A system of shuttle vectors and yeast host strains designed for efficient manipulation of DNA in Saccharomyces cerevisiae.</a> Genetics. 122 (1), 19-27 (1989).</li><li>Thomas, B. J., Rothstein, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Elevated+recombination+rates+in+transcriptionally+active+DNA.">Elevated recombination rates in transcriptionally active DNA.</a> Cell. 56 (4), 619-630 (1989).</li><li>Brachmann, C. 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=Designer+deletion+strains+derived+from+Saccharomyces+cerevisiae+S288C:+a+useful+set+of+strains+and+plasmids+for+PCR-mediated+gene+disruption+and+other+applications.">Designer deletion strains derived from Saccharomyces cerevisiae S288C: a useful set of strains and plasmids for PCR-mediated gene disruption and other applications.</a> Yeast. 14 (2), 115-132 (1998).</li><li>Meriin, A. 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=toxicity+in+yeast+model+depends+on+polyglutamine+aggregation+mediated+by+a+prion-like+protein+Rnq1.">toxicity in yeast model depends on polyglutamine aggregation mediated by a prion-like protein Rnq1.</a> The Journal of Cell Biology. 157 (6), 997-1004 (2002).</li><li>Mumberg, D., M&#252;ller, R., Funk, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Yeast+vectors+for+the+controlled+expression+of+heterologous+proteins+in+different+genetic+backgrounds.">Yeast vectors for the controlled expression of heterologous proteins in different genetic backgrounds.</a> Gene. 156 (1), 119-122 (1995).</li><li>Keppler, 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=A+general+method+for+the+covalent+labeling+of+fusion+proteins+with+small+molecules+in+vivo.">A general method for the covalent labeling of fusion proteins with small molecules in vivo.</a> Nature Biotechnology. 21 (1), 86-89 (2003).</li><li>Tanenbaum, M. E., Gilbert, L. A., Qi, L. S., Weissman, J. S., Vale, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+protein-tagging+system+for+signal+amplification+in+gene+expression+and+fluorescence+imaging.">A protein-tagging system for signal amplification in gene expression and fluorescence imaging.</a> Cell. 159 (3), 635-646 (2014).</li></ol>

En este artículo, se emplearon varios ensayos para medir la agregación de Httex1 poliQ expansiones y su efecto sobre el crecimiento de la levadura como modelo para estudiar cómo diferentes fluorescentes proteínas alteran sus contrapartes fusion en el contexto de reporteros fluorescentes . Usando una variante de la GFP (ymsfGFP) como control positivo, demostramos que este detecta cambios significativos en la agregación entre diferentes etiquetas fluorescentes y toxicidad de la poliQ y permite una comparaci...

Desde la caracterización inicial de la proteína fluorescente verde (GFP) de Aequorea victoria1, una amplia paleta de FPs genéticamente codificados han sido desarrollados, permitiendo que biólogos de la célula localizar y rastrear simultáneamente múltiples eventos/proteínas celulares en la vida de las células de2,3. FPs se derivan de múltiples organismos, de medusas y corales, por lo tanto, pantalla propiedades biofísicas específicas que desviar mucho más allá de su respectivo espectro fluorescente. Estas propiedades incluyen brillo, estabilidad lumínica y una tendencia a oligomerize entre otros2,4. Selección de FPs monomérica es un aspecto importante en la selección de una etiqueta conveniente diseñar un reportero fluorescente, con el fin de reducir al mínimo las interacciones inadecuadas y alteraciones de la función de socio de la fusión y maximizar la eficiencia de reportero para un dado el compartimiento celular4,5,6. Mientras que el GFP ha, con el tiempo, ha evolucionado para reducir al mínimo el efecto de la adición de la etiqueta fluorescente a la fusión socio5,7,8, como nuevas variantes FP realizan en comparación con GFP sigue siendo difícil de evaluar.
Existen pocos métodos para caracterizar el comportamiento de FPs. La mayoría de ellos involucran pruebas propiedades biofísicas de FPs usando aproximaciones bioquímicas, como la ultracentrifugación y gel filtración protocolos9,10,11,12. Estos métodos tienen la salvedad de utilizar FPs purificada en solución, que ofrece poca información sobre su comportamiento en las células intactas. El desarrollo de las ofertas de ensayo organizado retículo endoplásmico liso (OSER) una evaluación cuantificable de tendencia de FPs a oligomerize en la vida de las células13 por la prueba de la capacidad de FPs sobreexpresado para reorganizar los túbulos del retículo endoplásmico en OSER verticilos14. Esta técnica con éxito puede detectar cambios entre variantes monoméricas y oligoméricas de GFP y otros FPs. Sin embargo, se basa principalmente en la sobreexpresión en las células transfected transitorio, y la cuantificación y el análisis de la imagen pueden ser muy lentos a menos que la técnica es adoptada como una colección de datos y flujo de trabajo de análisis.
Para complementar estos enfoques, se estableció un ensayo que aprovecha el efecto de etiquetas fluorescentes sobre la toxicidad y agregación poliQ expansiones en levadura15,16. La expansión de la poliQ tramo con más de 36 repeticiones dentro del primer exón de la codificación del gene de que la proteína huntingtina (Htt) está asociada con la enfermedad de Huntington17,18. La expresión de ampliado Httex1 en los resultados de la levadura en una fuerte agregación de la proteína Htt mal plegada juntada a un defecto severo del crecimiento. Curiosamente, estos fenotipos están fuertemente influenciados por las secuencias que flanquean el tramo de la poliQ, incluyendo FPs15,16. Fue racionalizado que las diferentes propiedades de FPs pueden afectar diferencialmente poliQ toxicidad en levadura. De hecho, comparado con GFP como FPs, proteínas fluorescentes rojas y sus formas evolucionadas han demostrado una menor toxicidad y agregación16. Este manuscrito ofrece un protocolo detallado para evaluar el efecto de la próxima generación de FPs de toxicidad poliQ y agregación en la levadura. Este análisis permite un análisis rápido y potencialmente de alto contenido de variantes FP que pueden usarse en paralelo con anteriormente caracteriza técnicas para la caracterización óptima de nuevo FPs y pueden evaluación cómo realizar en comparación con GFP.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>5-alpha Competent E. coli (High efficiency)</td>
			<td>New Englanfd Biolab</td>
			<td>C2987</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SpeI-HF</td>
			<td>New Englanfd Biolab</td>
			<td>R3133</td>
			<td>High fidelity enzymes are preferred</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SalI-HF</td>
			<td>New Englanfd Biolab</td>
			<td>R0138</td>
			<td>High fidelity enzymes are preferred</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Agarose</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>BP160</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LB-Agar</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>BP1425</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LB-Broth</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>BP1426</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ampicilin</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>BP1760</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PfuUltra High-fidelity DNA Polymerase</td>
			<td>Agilent Technologies</td>
			<td>600382</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EPOCH2 microplate spectrophotometer</td>
			<td>BioTek Instruments inc</td>
			<td>EPOCH2TC</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Yeast Pin Replicator</td>
			<td>V&#38;P Scientific inc.</td>
			<td>VP407AH</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SPI imager</td>
			<td>S&#38;P Robotics inc.</td>
			<td>spImager-M</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Zeiss LSM 800 confocal with AryScan</td>
			<td>Carl Zeiss Microscopy</td>
			<td>LSM 800</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>8 well Lab-Tek imaging chambers</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>12565470</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bio-Dot apparatus</td>
			<td>Bio-Rad</td>
			<td>1706545</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chemi Doc XRS+</td>
			<td>Bio-Rad</td>
			<td>1708265</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>anti-FLAG M1 antibody</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>F3040</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Goat anti-mouse IgG alexa 555 secondary antibody</td>
			<td>Thermo&#160;</td>
			<td>A32727</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plasmid MiniPrep Kit</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>K0503</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plasmid Gel extraction Kit</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>K0831</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PCR Purification Kit</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>K0702</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Prizm</td>
			<td>GraphPad</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TAE (Tris-Acetate-EDTA)</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>BP13354</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

effect of fluorescent proteins on fusion partners using polyglutamine toxicity assays in yeast

Para la investigación de localización de la proteína y el tráfico usando proyección de imagen de células vivas, los investigadores a menudo dependen de su proteína de interés a un reportero fluorescente de fusión. La lista en constante evolución de proteínas fluorescentes genéticamente codificadas (FPs) presenta los usuarios varias alternativas cuando se trata de diseño de fusión fluorescente. Cada FP tiene propiedades ópticas y biofísicas específicas que pueden afectar a las propiedades bioquímicas, celulares y funcionales de las fusiones fluorescentes resultantes. Por ejemplo, varios FPs tienden a formar oligómeros no específicos que son susceptibles de obstaculizar la función de la pareja de fusión. Por desgracia, sólo unos cuantos métodos existen para probar el impacto de FPs en el comportamiento del reportero fluorescente. Aquí, describimos un método simple que permite la evaluación rápida del impacto de FPs mediante ensayos de toxicidad del polyglutamine (poliQ) en la levadura de florecimiento Saccharomyces cerevisiae. Proteínas poliQ amplió la huntingtina se asocian con la aparición de la enfermedad de Huntington (HD), donde la huntingtina ampliada agrega en oligómeros tóxicos y cuerpos de inclusión. La agregación y la toxicidad de poliQ expansiones en la levadura son muy dependientes de las secuencias que flanquean la región de la poliQ, incluyendo la presencia de etiquetas fluorescentes, proporcionando así una plataforma experimental ideal para estudiar el impacto de FPs en el comportamiento de sus socio de la fusión.

FPs tienen diferentes propiedades biofísicas, incluyendo su tendencia a oligomerize, que pueden afectar el comportamiento de sus socios de la fusión en el contexto de reporteros fluorescentes. Este protocolo describe un método simple donde se pueden fusionar varios FPs a expansiones de tóxicos poliQ. Puesto que la toxicidad de la poliQ es altamente dependiente de las secuencias que flanquean el tramo poliQ15, este ensayo permite una comparación rápida y direc...

Watch this Scientific Journal Video about Effect of Fluorescent Proteins on Fusion Partners Using Polyglutamine Toxicity Assays in Yeast at JoVE.com

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

Este artículo describe los protocolos para evaluar el efecto de proteínas fluorescentes en la agregación y toxicidad del polyglutamine mal plegadas ampliación para la evaluación rápida de una proteína fluorescente recién desacostumbrada en el contexto de reporteros fluorescentes.

Efecto de proteínas fluorescentes de fusión socios en ensayos de toxicidad de poliglutaminas de levadura

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

Este método puede ayudar a responder preguntas clave en el campo de las proteínas fluorescentes, como cómo las proteínas fluorescentes pueden afectar a sus socios de fusión. La principal ventaja de esta técnica es que proporciona una evaluación rápida y fácilmente escalable de los efectos de las proteínas fluorescentes y sus socios de fusión. Aunque este método puede proporcionar información sobre el comportamiento de las proteínas fluorescentes, también se puede aplicar a otras etiquetas codificadas genéticamente.También demostrará este procedimiento Sonja Di Gregorio, que es estudiante de posgrado en la Universidad Occidental. Cada proteína fluorescente que se prueba mediante este método se clona primero en un vector de expresión de levadura que codifica una versión inducible de gactosa del exón HTT etiquetado con FLAG, uno que alberga la repetición no tóxica 25Q o la repetición tóxica 72Q de la enfermedad de Huntington. Los clones se seleccionan y verifican mediante secuenciación y posteriormente se transforman en levadura.Para preparar cultivos celulares para los diversos ensayos, raya los clones de levadura que llevan la etiqueta 25Q o 72Q con una proteína de fluorescencia de interés en una placa de agar que contiene medio de selección de levadura con glucosa como fuente de carbono. Al mismo tiempo, la levadura de rayas que lleva levadura 25Q o 72Q optimizó la supercarpeta monomérica GFP para servir como un control positivo. Incubar las placas a 30 grados centígrados durante dos o tres días.Seleccione hasta las tres colonias individuales de cada placa e inocular cinco mililitros de medio sintético completo complementado con 2% de glucosa como fuente de carbono. Incubar las culturas a 30 grados centígrados durante la noche. Al día siguiente, transfiera 200 microlitros de cada cultivo nocturno a un tubo de microcentrífuga y centrífuga para peletizar las células.Lavar al menos tres veces con agua destilada estéril. Es importante lavar bien las células para eliminar todos los rastros de glucosa que podrían contribuir a reprimir la inducción del promotor GAL1. Preparar las células como se demostró anteriormente y volver a suspenderlas en medio sintético completo que contenga 2%gactosa como fuente de carbono para inducir la expresión de fusiones polyQ.Como control, vuelva a suspender las células en medios que contienen glucosa. Incubar las células a 30 grados centígrados en un rotador de tubo durante la noche. A la mañana siguiente, mida la densidad óptica a 600 nanómetros de cada cultivo utilizando un espectrofotómetro.Ecualice las densidades celulares a una densidad óptica 600 de 2 en 100 microlitros de medio sintético completo en una placa estéril de 96 pozos. Preparar cuatro diluciones de cinco veces de cada muestra pipeteando 20 microlitros de la muestra desde el pozo anterior hasta 80 microlitros de medios en el siguiente pozo. Utilice una herramienta de fijación de levadura para detectar las células en placas selectivas e incubar a 30 grados centígrados durante dos días.Iimage las placas con un dispositivo de documentación de imágenes. Prepare los cultivos celulares para este ensayo y luego mida el OD600 de cada cultivo utilizando un espectrofotómetro. Diluir las células a un OD600 de 1 de cada 300 microlitros de medios en la placa de 96 pozos.Prepare cada muestra por triplicado. Incubar la placa en una incubadora de lector de placas con capacidades de agitación. Establezca el número de muestras, la temperatura a 30 grados centígrados, la absorbancia a 600 nanómetros, la duración de los experimentos a 24 horas y los intervalos de medición a 15 minutos.Seleccione el modo de agitación continua. Cuando se realice el experimento, cree la curva de crecimiento y cuantifique el área debajo de la curva utilizando software de gráficos científicos. Pegue los datos en una tabla XY con tres valores de réplica.La curva de crecimiento se mostrará debajo de la carpeta de gráficos en el lado izquierdo. Para cuantificar el área debajo de la curva, seleccione analizar en la parte superior izquierda y haga clic en el área bajo curva en los análisis XY. Comience este procedimiento diluyendo las células preparadas 10 veces en el medio de crecimiento.Transfiera 200 microlitros de cada muestra a una cámara de imágenes de ocho pozos. I imagen de las células utilizando un microscopio fluorescente de campo ancho estándar. Ajuste la configuración de imágenes para la adquisición de imágenes.Dado que los agregados 72Q son mucho más brillantes que la señal difusa 25Q, a menudo se requiere utilizar un ajuste de adquisición diferente entre los diferentes plásmidos para evitar la saturación de la señal fluorescente. Procesar las imágenes utilizando un software de procesamiento de imágenes adecuado. En este protocolo, la mancha de puntos se utiliza para examinar los niveles de expresión de proteínas.Preparar el tampón para generar alsates proteicos añadiendo cuatro micromolares de fluoruro de fenilmetilsulfonil y un cóctel inhibidor de la proteasa al tampón de la lysis. Pellet cinco mililitros de cada cultivo nocturno por centrifugación. Vuelva a suspender las células en 200 microlitros de cuentas de vidrio y 200 microlitros de tampón de lelisis.Vórtice durante 30 segundos durante 12 rondas, descongelando entre rondas. Centrifugar a 12.000 veces G a cuatro grados centígrados durante 10 minutos y recoger el sobrenadante. Utilice un aparato de microfiltración para detectar cantidades iguales de proteína total en una membrana de nitrocelulosa.Pre-humedezca la membrana con PBS y ensamble el aparato. Conéctelo a una fuente de vacío y asegúrese de que los tornillos estén apretados. Cargue las muestras, encienda el vacío y deje que la muestra filtre a través de la membrana por gravedad.Blot la membrana en PBS 05%Tween 5%leche libre de grasa durante 30 minutos. Incubar la membrana con anticuerpos primarios anti-bandera a cuatro grados centígrados durante la noche. Al día siguiente, lave la membrana tres veces durante 10 minutos cada una con PBS 05%Tween.Incubar la membrana con un anticuerpo secundario con etiqueta fluorescente en PBS 05%Tween 5% leche libre de grasa a temperatura ambiente durante una hora. Lave la membrana tres veces durante 10 minutos cada una con PBS 05%Tween. Posteriormente, imagine la membrana utilizando un sistema de documentación de amino blot.La levadura que expresa 25Q o 72Q HTT exón uno fusionado a la supercarpeta monomérica optimizada con levadura GFP o levadura optimizada etiqueta monomérica BFP2 se culta en medios de glucosa o gata durante la noche y se comprobó en placas de agar o se incuba más en medios líquidos. Mientras que la levadura 72Q optimizado supercarpeta monomérica GFP induce un defecto de crecimiento significativo. La etiqueta monomérica optimizada por levadura 72Q BFP2 muestra un fenotipo de crecimiento similar a las contrapartes 25Q no tóxicas que indican que la naturaleza de la etiqueta fluorescente puede impedir el comportamiento de expansión de poliQ en las células.La evaluación de la agregación de las fusiones poliQ fluorescentes mediante microscopía fluorescente muestra que la supercarpeta monomérica optimizada con levadura 72Q GFP muestra una agregación significativa, mientras que la etiqueta monomérica optimizada con levadura 72Q BFP2 muestra una señal citoplasmática difusa similar a las contrapartes 25Q no tóxicas. Dado que los niveles de expresión de las diversas fusiones poliQ podrían afectar a la toxicidad, se realizaron manchas de puntos para evaluar los niveles de proteínas. Se muestran los resultados de las diluciones cinco veces de los lysates celulares.No olvide que esta técnica permite una comparación rápida de proteínas no caracterizadas y fluorescentes con las variantes GFP, pero no puede evaluar directamente la oligomerización. Después de este procedimiento, se pueden realizar otras medidas, por ejemplo, el ensayo de úlceras en células de mamíferos para responder preguntas adicionales como el estado monomérico de las proteínas fluorescentes.

Research

JoVE Journal

Biology

Immunohistochemistry on Paraffin Sections of Mouse Epidermis Using Fluorescent Antibodies

Inmunohistoquímica en secciones de parafina de la epidermis del ratón Utilizando anticuerpos fluorescentes

In the epidermis, immunohistochemistry is an efficient means of localizing specific proteins to their relative expression compartment; namely the basal, ...

Investigación

Biología

Genetic Studies of Human DNA Repair Proteins Using Yeast as a Model System 

Los estudios genéticos de proteínas humanas de reparación del ADN utilizando la levadura como un sistema modelo

Understanding the roles of human DNA repair proteins in genetic pathways is a formidable challenge to many researchers.  Genetic studies in mammalian ...

Expression of Recombinant Proteins in the Methylotrophic Yeast Pichia pastoris

Expression of Recombinant Proteins in the Methylotrophic Yeast Pichia pastoris

Expresión de proteínas recombinantes en la levadura metilotrófica Pichia pastoris</em

Protein expression in the microbial eukaryotic host Pichia pastoris offers the possibility to generate high amounts of recombinant protein in a fast and ...

Fluorescent Labeling of COS-7 Expressing SNAP-tag Fusion Proteins for Live Cell Imaging

Marcaje fluorescente de COS-7 Expresando etiqueta SNAP-proteínas de fusión de imágenes de células vivas

SNAP-tag and CLIP-tag protein labeling systems enable the specific, covalent attachment of molecules, including fluorescent dyes, to a protein of interest ...

Rapid Homogeneous Detection of Biological Assays Using Magnetic Modulation Biosensing System

Detección rápida homogénea de Ensayos Biológicos Usando el Sistema de modulación magnética biosensores

A magnetic modulation biosensing system (MMB) [1,2] rapidly and homogeneously detected biological targets at low concentrations without any washing or ...

Growth Assays to Assess Polyglutamine Toxicity in Yeast

Los ensayos de crecimiento para evaluar la toxicidad de poliglutaminas en la levadura

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

Identification of Protein Interacting Partners Using Tandem Affinity Purification

Identificación de los socios interacción de proteínas en tándem de purificación de afinidad

A critical and often limiting step in understanding the function of host and viral proteins is the identification of interacting cellular or viral protein ...

Analysis of SNARE-mediated Membrane Fusion Using an Enzymatic Cell Fusion Assay

Análisis de la fusión de la membrana SNARE mediada usando un ensayo de fusión celular enzimática

The interactions of SNARE (soluble N-ethylmaleimide-sensitive factor attachment protein receptor)  proteins on vesicles (v-SNAREs) and on target membranes ...

Investigating the Spreading and Toxicity of Prion-like Proteins Using the Metazoan Model Organism C. elegans

Investigating the Spreading and Toxicity of Prion-like Proteins Using the Metazoan Model Organism C. elegans

La investigación de las proteínas priónicas, como la extensión y la toxicidad de Uso del Metazoan Organismo modelo<em&gt; C. elegans</em

Prions are unconventional self-propagating proteinaceous particles, devoid of any coding nucleic acid. These proteinaceous seeds serve as templates for ...

Comparing the Affinity of GTPase-binding Proteins using Competition Assays

La comparación de la afinidad de unión a proteínas GTPasa-utilizando ensayos de competición

In this protocol we demonstrate a method for comparing the competition between GTPase-binding proteins. Such an approach is important for determining the ...