Biz üyeleri Ju laboratuvar ve Zhong laboratuvar ve finansal destek Wright State Üniversitesi'nden düşünceli tartışmalarla için müteşekkir.

Not: burada açıklanan protokol on 96-şey levha bulunan Kütüphane plazmid eleme için tasarlanmıştır ancak ölçeklendirilebilir yukarı ya da buna göre aşağı. Protokol bütün kütüphane tarama tamamlamak için yinelenmesi gerekir. Genellikle, tarama Kütüphane genlerin 10 plaka karşı her zaman rahat 1 kişi tarafından ele alınabilir.
1. 96-şey Maya dönüştürme için hazırlık
Not: Bu adım olarak daha önce açıklanan7,10yapılıyor.
<ol><li>Aliquot 5 µL (yaklaşık 50-100 ng), plazmid DNA bir yuvarlak alt 96-şey plaka her kuyuya dizilmiş plazmid kitaplıktan. Not: Bir örnek, böyle bir kütüphane bir Maya gen overexpression Kütüphane10olacaktır.</li>
	<li>Maya pepton Dekstroz (YPD) 500 mL şişe haploit Maya soy W303α bir kolonisi (2-3 mm çapında) ile medyada 150 mL aşılamak. Onları gecede 30 ° C'de (200 devir/dakika) sallayarak ile kuluçkaya.</li>
	<li>Ertesi sabah, gecede kültür OD600 ölçmek ve Maya kültür OD600 seyreltik = 0.1 inç (ilâ) 2 U YPD. Kültür OD600 ulaşıncaya kadar bu (200 devir/dakika) sallayarak ile 30 ° c ~ 5 h için kuluçkaya 0.4-0.6 =.</li>
</ol>2. Maya dönüştürme
<ol><li>8 steril 250 ml'lik santrifüj şişe dolum ve onları 3000 x g 10 dakika süreyle de oda sıcaklığında centrifuging tarafından Maya kültür dökün süpernatant Pelet aksatmadan hasat. Not: oda sıcaklığında tüm Santrifüjü adımları uygulayın.</li>
	<li>Maya steril distile H2O. ile yıkayın Bunun için 100 mL steril H2O her santrifüj şişe ve girdap eklemek hücre Pelet resuspend için. 2 şişe ve onlara 3000 x g 5 dakika süreyle süpernatant dökün santrifüj içine yıkanmış hücreleri birleştirin.</li>
	<li>Her şişe 100 ml 0.1 M LiOAc/1XTE (100 mM LiOAc; 10 mM Tris, pH 8.0; 1 mM EDTA), hücrelerde yıkama ve onları 3000 x g 5 dk. Pour süpernatant kapalı için de santrifüj kapasitesi.</li>
	<li>Centrifuging, somon sperm DNA (10 mg/mL) bir blok ısıtıcı 3 dakikadır kullanarak 100 ° C'de 5 mL kaynatın ve sonra buz üzerinde cool.</li>
	<li>Hücre Pelet 25 ml 0.1 M LiOAc/1XTE her şişe resuspend, resuspended hücreleri birleştirmek ve 150 mL şişe aktarmak. Önceden soğutulmuş somon sperm DNA 5 mL ekleyin ve 30 ° C'de (225 rpm) için 30 dk sallayarak ile kuluçkaya.</li>
	<li>Hücre karışımı bir steril tek kullanımlık reaktif rezervuar dökün ve bir çok kanallı pipet kullanarak, cep karışımı 35 µL Kütüphane plazmid DNA içeren yuvarlak alt 96-şey plaka her şey için transfer. Girdap 96-şey plaka plaka vortexer 1 dk 1000 rpm kullanarak. Plakalar için 30 ° C'de 30 dk sallayarak olmadan kuluçkaya. Not: ısı daha verimli bir şekilde transfer edebilirsiniz yüzden plakaları, yığın değil. Biz vortexing 96-şey tabak 1000 devirde wells dışarı dökmek için sıvı neden olmaz, ancak güvenli girdap hız-meli var olmak sınav belgili tanımlık adım gerçekleştirmeden önce bulduk.</li>
	<li>Bir şişesi 200 mL % 40 ' PEG3350 son bir konsantrasyon, % 10 DMSO ve 0.1 M LiOAc içeren dönüştürme arabelleği hazırlayın. Dönüştürme arabelleği kullanımdan hemen önce hazırlamak ve sallayarak iyice karıştırın.</li>
	<li>30 ° C kuluçka makinesi üzerinden kaldır 96-şey plakaları ve mix onları için 30 s 1000 devirde plaka vortexer kullanarak. 125 µL dönüştürme arabelleği her şey ve sonra girdap plakalar için 1 dk 1000 devir / dakikada ekleyin.</li>
	<li>Plakalar için 30 dk 30 ° C'de kuluçkaya ve sonra şok Maya için 15 dk 42 ° C kuluçka tabakları koyarak ısı. Not: plakaları yığını değil.</li>
	<li>Plakalar için 3000 x gde 5 dk santrifüj kapasitesi. Dönüştürme tampon plakaları üzerinde atık kutusu ters çevirme ve zorla plakaları arabelleğinden damping kuyulardan çıkarın. Hızlı bir şekilde ters tabak tabak üstünde herhangi bir sıvı kaldırmak için temiz kağıt havlu üzerinde leke.</li>
	<li>Hücreleri en az çıkarma orta seçilebilir işaretçiyi üzerinde Kütüphane plazmid karşılık gelen bir tabak 200 µL ekleyerek durulayın. Not: Biz sentetik bir Ura orta kullanılır.</li>
	<li>Plakalar için 3000 x g de 5 dk santrifüj kapasitesi ve bir atık bin adım 2.10 olduğu gibi üzerinde süpernatant kaldırın.</li>
	<li>En az Ura-orta içeren % 2 glikoz 160 µL ekleyin. Girdap plakalar için 1 dk 1000 rpm ve onları 48 h 30 ° C'de kuluçkaya sallayarak olmadan. 48 saat sonra bir Pelet dönüştürülmüş Maya her şey alt kısmında görünür olduğunu unutmayın.</li>
	<li>Sıvı Sabunluk kullanarak 100 µL Ura-medya içeren glikoz 96-şey tabak yeni bir dizi her kuyunun içine ekleyin.</li>
	<li>Tabak 30 1000 rpm (Kimden adım 2.13) Maya dönüştürülmüş içeren steril plastik 96-pin Çoğalıcı kullanarak s., pimleri dönüştürülmüş Maya içeren kuyu yerleştirin ve sonra onları yeni plakaların wells ilgili aşılamak girdap medya ile dolu. Yeni plakalar için 24 h 30 ° C'de kuluçkaya. Not: Eğer 10 plakaları ile çalışma, Orta da kullanarak el ile çok kanallı pipetler reçete.</li>
	<li>24 saat sonra Maya Pelet başarıyla dönüştürülen Maya içeren her şey alt kısmında görünür olmalıdır. Bu maya suşları gliserol stokları kaydetmek için her şey için % 50 gliserol 50 µL eklemek girdap tabak 30 s 1000 rpm, bant mühürleme ile plakalarının ve bunları-80 ° C'de dondurmak Not: Yukarıdaki adımları yalnızca bir kez yapılması gerekir. Gelecek gösterimleri aynı Kütüphane tek kullanımlık reaktif rezervuar karşı farklı Maya modellerin gliserol stokları başlatmak ve hemen--dan belgili tanımlık merdiven aşağı devam edin.</li>
</ol>3. Kütüphane genler ve sorgu Maya içeren hücreler arasında çiftleşme
<ol><li>Kütüphane suşları gliserol stoktan canlandırmak için-80 ° C dondurucu, sızdırmazlık bandı ve izin Maya için yaklaşık 30 dakika oda sıcaklığında çözülmeye kaldır çöpten 96-şey plakaları alın.</li>
	<li>Maya çözdürülen steril plastik 96-pin Çoğalıcı gliserol hisse senetleri için taze Ura-medya içeren % 2 glikoz 96-şey tabak içinde 160 µL aşılamak ve hemen Kütüphane suşlar kullanılır sonra onları 24 h için 30 ° C'de kuluçkaya kılabilmesi için , bant mühürleme ile plakalarının ve-80 ° C dondurucu dönmelerini.</li>
	<li>Aynı gün kütüphane suşları (W303α) çözdürülen, sorgu Maya zorlanma aşılamak (burada, W303a FUS) 50 mL YPD için ve bir gecede 30 ° C'de 250 devir / dakikada sallayarak ile büyür.</li>
	<li>Ertesi sabah, sorgu Maya zorlanma bir steril tek kullanımlık reaktif rezervuar ve her şey bir çok kanallı pipet kullanarak bir 96-şey plaka için sorgu yük aliquot 160 µL dökün.</li>
	<li>Sıvı Sabunluk kullanarak, YPD medya 160 µL on 96-şey plakaların her kuyuya dağıtmak. Bu tabakları daha sonra sorgu Maya zorlanma Kütüphane Maya ile çiftleşme için kullanın.</li>
	<li>Kısaca girdap sorgu zorlanma ve sonra kullanın sorgu aktarmak için steril bir 96-pin Çoğalıcı içeren 96-şey plaka YPD plakayı süzün.</li>
	<li>Kısaca girdap Kütüphane plakaları strain ve her kütüphane zorlanma plaka için yeni bir steril 96-pin Çoğalıcı sorgu gerilme ile aşılanmış YPD plakaları Kütüphane suşları aktarmak için kullanın. Not: Gliserol hücrelerde birden çok erime-donma döngüsünden sonra canlılığı kaybetmek. Kütüphane suşları uzun süreli depolama (-80 ° C dondurucu) en kısa zamanda dönen Kütüphane kalitesi iyi tutmak ve gelecekte kullanılmak üzere hazır. Bakımı düzgün, gliserol stok donmuş ve en az 10 kez çözdürülen. A çalışma kopya ve gliserol hisse senedi yedek kopyalarını tutmak da önerilir. Çalışan hisse senedi çalışmıyor, hemen kopya yedek kopyasından yeni bir çalışma.</li>
	<li>YPD plakayı 24 h bir Pelet Maya her kuyunun içinde 24 saat sonra görünür olacağını not için 30 ° C'de kuluçkaya.</li>
	<li>% 2 raffinose, karşılık gelen sorgu zorlanma plazmid yanı sıra Kütüphane plazmid (Örneğin, burada Ura - onun-) seçilebilir işaretleri içeren bir en az çıkarma orta ile dolgu 96-şey plakalar.</li>
	<li>Maya kültürleri seçici basına çiftleşme YPD aktarmak için steril bir 96-pin çoğaltıcısını kullanması. 96-şey plakaları için 48 h 30 ° C'de kuluçkaya; Sadece şeklindeki hücreleri Maya ve kurulan diploid hücre ve bu nedenle, her iki sorgu plazmid içerir ve Kütüphane plazmid bu medyada büyümek mümkün olacak. 2 gün sonra bir Pelet kuyu dibinde görünür olduğunu gözlemlemek.</li>
</ol>4. tahlil lekelenme
<ol><li>
Raffinose içeren seçmeli medya büyüme 48 saat sonra Maya ağar kaplamalar üzerinde spot.
	<ol>
<li>2 setleri açık polistren levhalar, bir içeren % 2 galaktoz ve diğer içeren % 2 glikoz kullanarak %2 agar içeren Ura-His-çıkarma hazırlayın.</li>
		<li>Girdap 96-şey plakalar için 1000 rpm, 1 dk sonra Maya %2 galaktoz ve %2 agar (FUS ile Kütüphane gen indüklenir) içeren Ura-His-çıkarma plakaları ve % 2 glikoz ve %2 agar (FUS ile Kütüphane gen içeren Ura-His-çıkarma plakaları spot hangi tarafından her kültürde de fark quadruplicate agar levha üzerine bir robot edindiği makine kullanarak baskı) (yani, 1 kültüründe de fark agar plaka üzerinde 4 noktalar).</li>
		<li>Sonra lekelenme, Kuru ve sonra baş aşağı 30 ° C kuluçka makinesine koyun ağar kaplamalar izin. Ağar kaplamalar her 24 h içinde sorgu zorlanma toksisite kurtarıldı daha hızlı/daha mantar büyüme kaydetmek için veya sorgu zorlanma toksisite şiddetlenir yavaş/daha az büyüme kaydetmek için fotoğraf. Tabakları için 4 gün kuluçkaya. Not: Her kültürde de ağar kaplamalar 1'e 1, bir önceki dönüşümü tabanlı Yöntem10' da gösterildii gibi lekeli olabilir. Ancak, 1-için-burada lekelenme (elverişli bir konuma sahip robot edindiği makine kullanarak ayarlamak) 4 yanlış pozitif sayısını azaltarak tahlil sağlamlığı önemli ölçüde artırır. Pozitif sayısı yalnızca otelde aynı dan tüm 4 kolonileri göstermek de benzer bir fenotip kabul edilir.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol>
	<li>Dujon, B. A., Louis, E. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genome+diversity+and+evolution+in+the+budding+yeasts+(Saccharomycotina).">Genome diversity and evolution in the budding yeasts (Saccharomycotina).</a> Genetics. 206 (2), 717-750 (2017).</li><li>Khurana, V., 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=Modelling+neurodegeneration+in+Saccharomyces+cerevisiae:+why+cook+with+baker's+yeast.">Modelling neurodegeneration in Saccharomyces cerevisiae: why cook with baker's yeast.</a> Nature Reviews Neuroscience. 11 (6), 436-449 (2010).</li><li>Willingham, S., Outeiro, T. F., DeVit, M. J., Lindquist, S. L., Muchowski, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Yeast+genes+that+enhance+the+toxicity+of+a+mutant+huntingtin+fragment+or+alpha-synuclein.">Yeast genes that enhance the toxicity of a mutant huntingtin fragment or alpha-synuclein.</a> Science. 302 (5651), 1769-1772 (2003).</li><li>Outeiro, T. F., 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=Yeast+cells+provide+insight+into+alpha-synuclein+biology+and+pathobiology.">Yeast cells provide insight into alpha-synuclein biology and pathobiology.</a> Science. 302 (5651), 1772-1775 (2003).</li><li>Cooper, A. 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=Alpha-synuclein+blocks+ER-Golgi+traffic+and+Rab1+rescues+neuron+loss+in+Parkinson's+models.">Alpha-synuclein blocks ER-Golgi traffic and Rab1 rescues neuron loss in Parkinson's models.</a> Science. 313 (5785), 324-328 (2006).</li><li>Treusch, 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=Functional+links+between+Abeta+toxicity,+endocytic+trafficking,+and+Alzheimer's+disease+risk+factors+in+yeast.">Functional links between Abeta toxicity, endocytic trafficking, and Alzheimer's disease risk factors in yeast.</a> Science. 334 (6060), 1241-1245 (2011).</li><li>Ju, 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=A+yeast+model+of+FUS/TLS-dependent+cytotoxicity.">A yeast model of FUS/TLS-dependent cytotoxicity.</a> PLoS Biology. 9 (4), 1001052 (2011).</li><li>Sun, Z., 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=Molecular+determinants+and+genetic+modifiers+of+aggregation+and+toxicity+for+the+ALS+disease+protein+FUS/TLS.">Molecular determinants and genetic modifiers of aggregation and toxicity for the ALS disease protein FUS/TLS.</a> PLoS Biology. 9 (4), 1000614 (2011).</li><li>Johnson, B. S., McCaffery, J. M., Lindquist, S., Gitler, A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+yeast+TDP-43+proteinopathy+model:+Exploring+the+molecular+determinants+of+TDP-43+aggregation+and+cellular+toxicity.">A yeast TDP-43 proteinopathy model: Exploring the molecular determinants of TDP-43 aggregation and cellular toxicity.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 105 (17), 6439-6444 (2008).</li><li>Fleming, M. S., Gitler, A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-throughput+yeast+plasmid+overexpression+screen.">High-throughput yeast plasmid overexpression screen.</a> Journal of Visualized Experiments. (53), e2836 (2011).</li><li>Herskowitz, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Life+cycle+of+the+budding+yeast+Saccharomyces+cerevisiae.">Life cycle of the budding yeast Saccharomyces cerevisiae.</a> Microbiological Reviews. 52 (4), 536-553 (1988).</li><li>Suter, B., Auerbach, D., Stagljar, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Yeast-based+functional+genomics+and+proteomics+technologies:+the+first+15+years+and+beyond.">Yeast-based functional genomics and proteomics technologies: the first 15 years and beyond.</a> Biotechniques. 40 (5), 625-644 (2006).</li><li>Barmada, S. 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=Amelioration+of+toxicity+in+neuronal+models+of+amyotrophic+lateral+sclerosis+by+hUPF1.">Amelioration of toxicity in neuronal models of amyotrophic lateral sclerosis by hUPF1.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 112 (25), 7821-7826 (2015).</li><li>Jackson, K. 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=Preservation+of+forelimb+function+by+UPF1+gene+therapy+in+a+rat+model+of+TDP-43-induced+motor+paralysis.">Preservation of forelimb function by UPF1 gene therapy in a rat model of TDP-43-induced motor paralysis.</a> Gene Therapy. 22 (1), 20-28 (2015).</li></ol>

Yazarlar ifşa gerek yok.

Burada, plazmid overexpression ekran Maya plazmid Kütüphane Maya modeli tanıtmak için çiftleşme kullanarak gerçekleştirmek için bir protokol açıklayın. Bu yaklaşımı kullanarak, birden fazla Maya modeli nörodejeneratif hastalık protein toksisite Maya bir plazmid kitaplıkla dönüştürdü aynı koleksiyonunu kullanarak gösterimi. Dönüşüm zahmetli süreci sadece sonra hangi yüksek verimli Maya çiftleşme plazmid kitaplığı sorgu yük tanıtmak için kullanılan bir kez yapılması gerekir. Bu iletişim kuralı medya ve spot maya kültürleri üzerine ağar kaplamalar dağıtmak için robotik ekipman kullanım güveniyor. Protokol robotik ekipman kullanımı olmadan yapılabilir iken, daha fazla zaman alıcı olacaktır. Bu yöntem başarıyla yapıldı FUS toksisite değiştirebilirsiniz genler için ekran için kullanılır.
Biz FUS diploit Maya arka planda biraz daha az toksik gözlenen. Gen kopya sayısı ve büyüme oranı diploit Maya farklılıkları nedeni büyük olasılıkla bu. Sürece okudu fenotip türü çiftleşme veya Ploitlik göre değişir, toksisite büyüme fenotip haploit ve diploit Maya tutarlıdır. Bu nedenle, çiftleşme tabanlı yöntemi yaygın olarak çeşitli büyüme fenotipleri birçok Maya modellerinde çalışması bekleniyor. Yine de, fenotip Maya modelinin bu tarama yöntemi yapılmadan önce diploit arka planda hala mevcut olduğundan emin olmak için doğrulanması gerekir. Bu yöntem birçok farklı fenotipleri Maya içinde çalışmak için kullanılan ve nörodejeneratif protein toksisite çalışma için sınırlı değildir. Buna ek olarak, herhangi bir plazmid kitaplığı içeren Maya ifade vektörel çizimler kullanılabilir.
Ekranın gerçekleştirdikten sonra tanımlanan sayısı ekranlı Maya modele özgü sağlamaya yardımcı olacaktır doğrulama testleri bir dizi vardır. Toksisite arttırıcılar Maya ortak hastalığı protein ilgi ifade olmadan test edilmelidir. Toksisite faiz hastalığı protein bağımsız neden arttırıcılar ileri çalışmalar bertaraf edilmelidir. Gal1 organizatörü etkileyen toksisite bastırıcılarının ifade hastalığı protein etkileyen olup olmadığını dikkate almak önemlidir. Gal1 organizatörü ifadeden etkileyen herhangi bir bastırıcılarının ileri çalışmalar bertaraf edilmelidir.
Maya suşları içeren kitaplığı plazmid gliserol stokta kalıcı olarak saklanır ve hızlı bir şekilde böylece çiftleşme tabanlı yöntemi aynı Kütüphane genler karşı taranması gereken diğer Maya modelleri için kolayca uygulanabilir gerektiğinde canlandırdı. Çiftleşme tabanlı yöntemi verimliliğini tarama aynı tür yanlış pozitif kaldırmak için kullanıldığında veya birden çok farklı Maya modelleri belirlenmesi gerektiğinde belirginleşmektedir. Biz başarıyla Maya manken TDP-43, ekran için bu yöntemi kullandık başka bir protein için ALS bağlantılı.

Tomurcuklanma Maya Saccharomyces cerevisiae hücresel süreçler doğrudan insan hastalıkları ile ilgili anlamak için temel bilimsel araştırma1 ' de yaygın olarak kullanılmıştır. Alzheimer hastalığı, Parkinson hastalığı, Huntington hastalığı ve amyotrofik dahil olmak üzere en yaygın nörodejeneratif hastalıklar için bağlı olanlar gibi insan hastalık ilişkili proteinler eğitim için Ayrıca, bu bir model organizma kullanılmıştır Lateral skleroz (ALS)2. Maya modelin bir avantajı ile Genom geniş perde böylece onların toksisite mekanizmasının içine fikir veren proteinler, hastalığı ile ilgili toksisitesi ile ilgili hücresel yolları tanımlamak için gerçekleştirileceği kolaylığıdır. Böyle bir ekran içinde her dizilmiş bir kütüphanede 5.500 Maya genlerin hangi genlerin overexpressed zaman toksisite değiştirebilirsiniz tanımlamak için bir Maya modeli olarak dönüştürülür bir overexpression kitaplık ekranı denir. Proteinlerin huntingtin Huntington hastalığı3, α-synuclein Parkinson hastalığı4,5 için için de dahil olmak üzere birden çok nörodejeneratif hastalık ilişkili, Maya modellerinde bu tarama yöntemi başarıyla uygulandı , Aβ Alzheimer hastalığı6ve FUS ve TDP-43 ALS7,8,9. Genellikle bir yüksek-den geçerek şekilde10dakika sonra yapılır iken, ekranın en emek yoğun adım tek tek dizilmiş kitaplıktan 5.500 Maya genler dönüştürüyor. Bu adım her zaman tarama tekrarlanır gerçekleştirilmesi gerekir ve ne zaman yeni kurulan Maya manken belirlenmesi gerekiyor. Bu görevi yerine getirmek için daha verimli bir yol bulmak önemlidir.
Maya hücreleri haploit ve diploit formlarında stabil bulunabilir. İki haploit hücreleri, türü çiftleşme türleri çiftleşme karşısında bir ve her çiftleşme α. haploit hücreleri yazın üretmek ve için yalnızca ters çiftleşme türü hücreleri yanıt kendi belirli çiftleşme feromon salgılar. Bu arasında çiftleşme sağlar bir ve α hücreleri istikrarlı diploit hücreleri, bir/α üretmek için. Bu işlem kendiliğinden ve yüksek verimli11yaşında. Biz plazmid Kütüphane tanıtmak S. cerevisiae bu benzersiz yaşam döngüsünün yararlanabilirsiniz. Daha ayrıntılı olarak, her gen dizilmiş plazmid kütüphanede bir çiftleşme türü, yani, α hücre haploit hücreleri dönüştürülür. Kütüphane genleri içeren bu hücreler sonra gliserol stok dizilmiş 96-iyi biçimde depolanır. Taranması gereken her Maya model için Kütüphane genleri içeren Maya hücreleri gliserol stoktan çözdürülen ve tarama ters çiftleşme türü, yani, çiftleşme ilgi Maya modeli ile çiftleşme yoluyla yapılabilir bir. Maya iki gen getirmek birlikte çiftleşme kullanarak bu fikri yeni bir şey değil. İki-hibrid tarama, hangi bir yem oluşturmak (yani, Gal4 DNA'ya bağlanıcı etki alanı füzyon) bir çiftleşme yazıyla birlikte dizilmiş kitaplıktan bir av yapısı ile çiftleşme aracılığıyla getirilir yüksek üretilen iş Maya içinde başarıyla uygulandı 12. ancak, bu strateji asla her zaman geleneksel dönüşüm yöntemleri kullandım overexpression Kütüphane gösterimleri uygulanmıştır.
Bizim Laboratuvar Maya manken ALS ilişkili protein FUS7' nin daha önce kurulmuş. Dönüşüm yöntemi kullanarak overexpression Kütüphane tarama yoluyla overexpressed zaman FUS toksisite kurtarmak beş Maya genlerin (ECM32, NAM8, SBP1, SKO1ve VHR1) keşfetti. Bu bulgular bağımsız olarak başka bir grup8tarafından benzer bir çalışma ile teyit edildi. hUPF1, ECM32, insan bir homolog daha sonra toksisite birincil nöronal hücre13 ' te ve ALS14 de hayvan modelinde bastırmak için gösterildi. Bu beş genlerin ilke kanıtı olarak kullanarak, çiftleşme tarafından FUS Maya modeli tanıtıldı zaman tüm beş genler benzer şekilde FUS toksisite kurtarmak göstermektedir. Maya hücreleri Kütüphane genleri içeren kalıcı olarak saklanan gliserol stokta ve gerektiğinde yeniden canlandırdı beri bu çiftleşme tabanlı yöntem dönüştürme karşı taranması için Kütüphane ihtiyacı her zaman zaman alan adım kaldırır. Çiftleşme herhangi plazmid bir dönüşüm dahil yüksek verimli olduğundan, bu strateji arıtma ve dönüşümü, bir büyük plazmid Kütüphane ile ilgili maliyet de önemli ölçüde azaltır. FUS Maya modeli karşı eleme bir kitaplığı başarıyla bu yöntem uygulanır.
Çiftleşme tabanlı tarama prosedürü kısaca Şekil 1' de anlatılan. Başlangıçta, dizilmiş plazmid kitaplık türü α her şey bir 96-şey plaka belirli kitaplık plazmid ile dönüştürülmüş Maya içeren bir yüksek-den geçerek Maya dönüştürme iletişim kuralı kullanılarak çiftleşme haploit Maya süzün içine aktarılır. Bu koleksiyon dönüştürülmüş Maya çözdürülen ve kullanım için daha sonra canlanan bir gliserol stok olarak kaydedilir. İlgi bu durumda FUS toksisitesi, Maya model haploit Maya gerilme zıt eşleşme türü ile oluşturulan gerekir (türü çiftleşme bir). Steril 96-pin Çoğalıcılar kullanarak bir yüksek-den geçerek şekilde FUS zorlanma ve maya suşları plazmid kitaplığı içeren zengin medya içeren 96-şey plakaları için transfer ve mate için izin. Çiftleşme, her küçük bir birimden takip iyi çiftleşme kültürünün 96-şey plakalar sentetik çıkarma medyada her iki FUS içeren hangi sadece diploit Maya içeren aktarılmasına ve Kütüphane genler büyüyebilir. Bir robot edindiği makine sonra Maya kültür üzerine ağar kaplamalar ve daha nerede FUS ve Kütüphane genlerin ifadesi indüklenen her kuyudan aktarmak için kullanılır.  Ayrıca, Maya kültür nerede FUS ve Kütüphane genler değil ifade edilir ağar kaplamalar denetlemek için fark edilir. Ağar kaplamalar üzerinde büyüme kurtarma veya FUS toksisite azdırmak genlerin tespit edilecektir.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:555px;" width="554">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:183px;">salmon Sperm DNA (SS-DNA)</td>
			<td style="width:127px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:99px;">&#160; D1626</td>
			<td style="width:147px;"></td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:183px;">YPD broth</td>
			<td style="width:127px;">Research Products International (RPI)</td>
			<td style="width:99px;">Y20090</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:183px;">Granulated Agar</td>
			<td style="width:127px;">Fisher Sci</td>
			<td style="width:99px;">BP97445</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:183px;">D-(+)-Glucose</td>
			<td style="width:127px;">Research Products International (RPI)</td>
			<td style="width:99px;">G32040</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:183px;">D-(+)-Galactose</td>
			<td style="width:127px;">Research Products International (RPI)</td>
			<td style="width:99px;">G33000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:183px;">D-(+)-Raffinose Pentahydrate</td>
			<td style="width:127px;">Research Products International (RPI)</td>
			<td style="width:99px;">R20500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:183px;">Ammonium Sulfate</td>
			<td style="width:127px;">Fisher Sci</td>
			<td style="width:99px;">A702-500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:183px;">Synthetic Ura- drop out medium</td>
			<td style="width:127px;">Clontech</td>
			<td style="width:99px;">630416</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:183px;">Yeast amino acid drop out supplement -Histidine/-Uracil</td>
			<td>Clontech</td>
			<td>630422</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:183px;">Yeast Nitrogen Base without Amino Acids and Ammonium Sulfate</td>
			<td style="width:127px;">Research Products International (RPI)</td>
			<td style="width:99px;">Y20060</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:183px;">Dimethyl Sulfoxide (DMSO)</td>
			<td style="width:127px;">Fisher Sci</td>
			<td style="width:99px;">S67496</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:183px;">Lithium acetate, anhydrous</td>
			<td style="width:127px;">Fisher Sci</td>
			<td style="width:99px;">AC268640010</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:183px;">Polyethylene Glycol 3350 (PEG-3350)</td>
			<td style="width:127px;">Spectrum Chemical&#160;</td>
			<td style="width:99px;">PO125-12KG</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:183px;">96 Pin Replicator&#160;</td>
			<td style="width:127px;">Scinomix</td>
			<td style="width:99px;">SCI-5010-OS</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:183px;">Nunc OmniTray</td>
			<td style="width:127px;">Thermo Sci</td>
			<td>140156</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:183px;">Corning Costar 96 well assay plate, round bottom with lid</td>
			<td style="width:127px;">Fisher Sci</td>
			<td style="width:99px;">07-200-760</td>
			<td>non-treated, sterile</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:183px;">Eppendorf&#160;Research plus Multichannel Pipette</td>
			<td style="width:127px;">Eppendorf</td>
			<td style="width:99px;">TI13690052</td>
			<td>30-300ul volume</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:183px;">Fisherbrand&#160;Isotemp Digital Dry Baths/Block Heaters</td>
			<td style="width:127px;">Fisher Sci</td>
			<td style="width:99px;">88-860-023</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:183px;">Eppendorf&#160;MixMate</td>
			<td style="width:127px;">Eppendorf</td>
			<td style="width:99px;">21-379-00</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:183px;">Eppendorf 5810R Centrifuge</td>
			<td style="width:127px;">Fisher Sci</td>
			<td style="width:99px;">05-413-112</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:183px;">Avanti J-26 XPI Centrifuge</td>
			<td style="width:127px;">Beckman</td>
			<td style="width:99px;">393127</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:183px;">MultiFlo FX Multi-Mode Dispenser</td>
			<td style="width:127px;">BioTek</td>
			<td style="width:99px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:183px;">Rotor HDA&#160;&#160;</td>
			<td style="width:127px;">Singer Instruments</td>
			<td style="width:99px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

mating-based overexpression library screening in yeast

Mayası yaygın insan hastalıkları ile ilişkili proteinler eğitim bir model olarak kullanılmıştır. Genom genelindeki genetik tarama Maya çalışmalarda yaygın olarak kullanılan güçlü bir araçtır. Nörodejeneratif hastalık ilişkili proteinler Maya bir dizi ifade sitotoksisite ve toplama oluşumu, bu bozuklukları olan hastalarda görülen bulguları recapitulating neden olur. Burada, bir Maya model değiştiriciler, toksisite için amyotrofik Lateral skleroz ilişkili protein FUS süzmek için bir yöntem açıklanmaktadır. Dönüştürme kullanmak yerine, bu yeni tarama platform plazmid dizilmiş bir kütüphane Maya modeli tanıtmak için Maya çiftleşme üzerinde dayanır. Çiftleşme yöntemi iki açık avantajları vardır: Birincisi, yüksek verimli; İkinci olarak, önceden dönüştürülmüş dizilmiş kütüphanede plazmidleri, bir gliserol hisse senedi olarak uzun vadeli ve diğer ekranların Maya modeline dönüştürme adım emek yoğun olmadan hızlı bir şekilde uygulanan her zaman saklanır. Biz nasıl bu yöntem başarıyla kullanılabileceğini göstermek için ekran FUS toksisite değiştirmek genler.

ALS ilişkili protein FUS, bir RNA/DNA bağlayıcı protein daha önce haploit Maya7,8' incelenmiştir. Genetik kullanarak tarama dönüşüm tabanlı yöntemi FUS toksisite bastırmak birkaç Maya genler keşfetti. Bir Maya genlerin insan homolog daha sonra birincil nöronal hücre ve fare modeli ALS13toksisite bastırma etkili olduğu gösterilmiştir. Burada, overexpression Kütüphane tarama etkili çiftleşme tarafından gerçekleştirilen göstermek için aynı Maya modelini kullanıyorsanız olarak dönüşüm tarafından.
FUS her iki haploit ve diploit Maya hücreleri için zehirlidir FUS ve sonraki overexpression Kütüphane tarama önceki Maya modeli haploit hücre arka planda gerçekleştirildi. Çiftleşme tabanlı yöntemi çalışmaya FUS toksisite diploit Maya göstermiş gerekiyor. Bunu yapmak için biz w303a FUS Maya modelinde şeklindeki (türü çiftleşme bir) ile w303α (çiftleşme türü α) boş bir vektör ile değiştirdi. Güçlü olmasına rağmen olduğu gibi haploit Maya olarak değil Şekil 2' de gösterildiği gibi FUS toksisite diploit Maya belirgindir.
Bastırma genler daha önce diploit Maya, eser tespit İlke çiftleşme tabanlı yöntemi için kanıtı olarak dönüşüm tabanlı yönteminden daha önce tanımlanmış beş gen test ettik. Çiftleşme FUS (W303a içinde) haploit Maya modeline her beş genlerinin tanıtmak kullanıldı ve yeteneklerini FUS toksisite sonraki diploit Maya kurtarmak için test edildi (W303a/α). Şekil 3' te gösterildiği gibi tüm beş gen FUS toksisite diploit Maya, çiftleşme yöntemi etkili olduğunu belirten kurtarma.
940 genler (on 96-şey tabaklarda serilir) bir pilot tarama Yukarıda açıklanan protokolleri, biz bir 940 genlerin overexpression Kütüphane taranması çiftleşme tabanlı yöntemi uygulanır. Şekil 4 bir temsilcisi plaka resmini görüntüler. Şekil (ifade FUS ile Kütüphane gen) sağ tarafında belirtildiği şekilde FUS diploit Maya için toksik. Kızıl Meydan tarafından belirtilen toksisitesi enhanced iken yeşil kare tarafından belirtilen Kütüphane gen FUS toksisite kurtarıldı.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57978/57978fig1.jpg"> Resim 1 : Maya modelleri protein toksisite çiftleşme kullanarak süzmek için diyagramı. Plazmid kitaplığa (altında son derece galaktoz huzurunda indüklenen olduğu GAL1 Düzenleyicinin kontrolü) yüksek üretilen iş dönüşümü iletişim kuralını kullanan bir haploit Maya süzün (MATα) dönüşür. Bu koleksiyon kitaplık Plasmid'ler ile dönüştürülmüş Maya, bir gliserol hisse senedi-80 ° c olarak depolanır ve protein toksisite (bizim durumumuzda, bir kopya-in HIS3 odağı, GAL1 organizatörü entegre FUS haploit Maya modeli ile çiftleşmeye gerektiğinde yeniden canlandırdı MATa). Diploit Maya Kütüphane plazmid ve toksik protein (FUS özelliğini) içeren seçilir ve glikoz (FUS ve Kütüphane gen 'kapalı') ve galaktoz (FUS ve Kütüphane gen 'on') ağar kaplamalar için tespit. Maya büyüme kurtarma veya FUS toksisite azdırmak genlerin tanımlamak için izledi. Yeşil kare FUS toksisite kurtarır bir bastırıcı gen örneği ve Kızıl Meydan overexpressed FUS toksisite exacerbates bir artırıcı gen örneği gösterir. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/57978/57978fig1large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57978/57978fig2.jpg"> Resim 2 : FUS her iki haploit ve diploit Maya hücreleri için toksik. Haploit Maya (w303 MATa) pRS303Gal1-FUS ile dönüştürülmüş ile boş bir plazmid dönüştürülmüş ya da bir diploit Maya yük oluşturmak için aynı boş plazmid ile dönüştürülmüş Maya ters çiftleşme türü (w303 MATα) ile çiftleş. Bu maya suşları ile birlikte bir denetim yük sonra 5 x seri olarak (soldan sağa) seyreltilmiş ve benekli Ura-His-glikoz Orta (baskı altında sol, FUS ifade) ve Ura-His-galaktoz Orta (sağda, FUS ifade indüklenen) olduğunu. Büyüme 30 ° C'de 2 gün sonra resmin çekildiği Hemen hemen aynı büyüme haploit ve diploit denetim baskı sadece haploit denetim zorlanma gösterildi gözlendi. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/57978/57978fig2large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a> 
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57978/57978fig3.jpg"> Şekil 3 : Beş Maya genler(ECM32, NAM8, SBP1, SKO1ve VHR1) kurtarma FUS toksisite çiftleşme tabanlı yöntemi. FUS toksisite bastırmak önceden tanımlanan Maya genleri içeren plazmid haploit Maya süzün (w303 MATα) dönüştürülmüş. Bu Maya sonra FUS ifade plazmid ile dönüştürülmüş haploit Maya ters çiftleşme türü (w303 MATa) ile çiftleş. Diploit Maya FUS ve boş bir vektör veya beş bastırma genlerden biri içeren seçili ve benekli içinde çoğaltır glikoz ('off' genler) içeren ağar kaplamalar ve galaktoz (gen 'on') yapıldı. (1) iki boş vektörleri ile dönüştürülmüş bir denetim Maya yük gösterir. (2) diploit FUS Maya gerilme FUS ifade çok toksik nerede boş bir vektör ile gösterir. (3-7) diploit Maya FUS yanı sıra FUS toksisite kurtarabilirsiniz bir bastırma gen ifade göster. Her sayı (1 – 7) gösterir iki satır aynı on iki çoğaltır. Üç bağımsız deneyler, temsil eden resim, büyüme 30 ° C'de 3 gün sonra çekildi <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/57978/57978fig3large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57978/57978fig4.jpg"> Şekil 4 : Kütüphane tarama kurtarmak veya FUS toksisite azdırmak genler için. Haploit Maya FUS içeren kitaplığı genleri içeren haploit Maya ile çiftleş. Çiftleşmeden sonra erkeğini, FUS ve bir kütüphane gen içeren diploit hücreler seçili ve sonunda glikoz (FUS ile Kütüphane gen 'kapalı') ve galaktoz ağar kaplamalar (FUS ile Kütüphane gen 'on') quadruplicate gördü. Hangi FUS ve Kütüphane gen ifade edildi, galaktoz tabağında, Maya en iyi büyümesine koyamadık. Bu FUS toksik ve çoğu kütüphane genler toksisite kurtarmak koyamadık gösterir. Yeşil kare FUS toksisite bastırır ve form kolonileri için Maya izin verir bir kütüphane gen örneği gösterir. Kızıl Meydan FUS toksisite exacerbates bir kütüphane gen örneği gösterir. Burada gösterilen temsilcisi karşı gösterildi Kütüphane genlerin 10 plakaların tabaklara. Büyüme 30 ° C'de 3 gün sonra resmin çekildiği <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/57978/57978fig4large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Mating-based Overexpression Library Screening in Yeast at JoVE.com

Mating-based Overexpression Library Screening in Yeast

Bu makalede bir dizilmiş plazmid kütüphaneyi kullanan mayası overexpression tarama kolaylaştırmak için bir çiftleşme tabanlı yöntem sunuyor.

Maya Overexpression çiftleşme tabanlı Kütüphane tarama

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

mating-based-overexpression-library-screening-in-yeast

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Genetics

7.6K Görüntüleme.  Wright State University. Bu makalede bir dizilmiş plazmid kütüphaneyi kullanan mayası overexpression tarama kolaylaştırmak için bir çiftleşme tabanlı yöntem sunuyor.

Video: Mating-based Overexpression Library Screening in Yeast

Targeted in Situ Mutagenesis of Histone Genes in Budding Yeast

We describe a PCR- and homologous recombination-based system for generating targeted mutations in histone genes in budding yeast cells. The resulting mutant alleles reside at their endogenous genomic sites and no exogenous DNA sequences are left in the genome following the procedure. Since in haploid yeast cells each of the four core histone proteins is encoded by two non-allelic genes with highly homologous open reading frames (ORFs), targeting mutagenesis specifically to one of two genes encoding a particular histone protein can be problematic. The strategy we describe here bypasses this problem by utilizing sequences outside, rather than within, the ORF of the target genes for the homologous recombination step. Another feature of this system is that the regions of DNA driving the homologous recombination steps can be made to be very extensive, thus increasing the likelihood of successful integration events. These features make this strategy particularly well-suited for histone gene mutagenesis, but can also be adapted for mutagenesis of other genes in the yeast genome.

Targeted in Situ Mutagenesis of Histone Genes in Budding Yeast

A strategy for generating mutations in histone genes at their endogenous location in Saccharomyces cerevisiae is presented.

Hedeflenen<em&gt; In situ</emBudding Maya&gt; Mutajenezis Histon ve Genler

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

Genetik

A Universal Protocol for Large-scale gRNA Library Production from any DNA Source

The popularity of the CRISPR/Cas9 system for both genome and epigenome engineering stems from its simplicity and adaptability. An effector (the Cas9 nuclease or a nuclease-dead dCas9 fusion protein) is targeted to a specific site in the genome by a small synthetic RNA known as the guide RNA, or gRNA. The bipartite nature of the CRISPR system enables its use in screening approaches since plasmid libraries containing expression cassettes of thousands of individual gRNAs can be used to interrogate many different sites in a single experiment. 
To date, gRNA sequences for the construction of libraries have been almost exclusively generated by oligonucleotide synthesis, which limits the achievable complexity of sequences in the library and is relatively cost-intensive. Here, a detailed protocol for CORALINA (comprehensive gRNA library generation through controlled nuclease activity), a simple and cost-effective method for the generation of highly complex gRNA libraries based on enzymatic digestion of input DNA, is described. Since CORALINA libraries can be generated from any source of DNA, plenty of options for customization exist, enabling a large variety of CRISPR-based screens.

Methods for generating large-scale gRNA libraries should be simple, efficient and cost-effective. We describe a protocol for the production of gRNA libraries based on enzymatic digestion of target DNA. This method, CORALINA (comprehensive gRNA library generation through controlled nuclease activity) presents an alternative to costly custom oligonucleotide synthesis.

Büyük ölçekli gRNA Kütüphane üretim herhangi bir DNA kaynaktan için evrensel bir iletişim kuralı

The popularity of the CRISPR/Cas9 system for both genome and epigenome engineering stems from its simplicity and adaptability. An effector (the Cas9 ...

Robust DNA Isolation and High-throughput Sequencing Library Construction for Herbarium Specimens

Herbaria are an invaluable source of plant material that can be used in a variety of biological studies. The use of herbarium specimens is associated with a number of challenges including sample preservation quality, degraded DNA, and destructive sampling of rare specimens. In order to more effectively use herbarium material in large sequencing projects, a dependable and scalable method of DNA isolation and library preparation is needed. This paper demonstrates a robust, beginning-to-end protocol for DNA isolation and high-throughput library construction from herbarium specimens that does not require modification for individual samples. This protocol is tailored for low quality dried plant material and takes advantage of existing methods by optimizing tissue grinding, modifying library size selection, and introducing an optional reamplification step for low yield libraries. Reamplification of low yield DNA libraries can rescue samples derived from irreplaceable and potentially valuable herbarium specimens, negating the need for additional destructive sampling and without introducing discernible sequencing bias for common phylogenetic applications. The protocol has been tested on hundreds of grass species, but is expected to be adaptable for use in other plant lineages after verification. This protocol can be limited by extremely degraded DNA, where fragments do not exist in the desired size range, and by secondary metabolites present in some plant material that inhibit clean DNA isolation. Overall, this protocol introduces a fast and comprehensive method that allows for DNA isolation and library preparation of 24 samples in less than 13 h, with only 8 h of active hands-on time with minimal modifications.

This article demonstrates a detailed protocol for DNA isolation and high-throughput sequencing library construction from herbarium material including rescue of exceptionally poor-quality DNA.

Sağlam DNA izolasyon ve yüksek işlem hacmi sıralama kitaplığı inşaat sulak numuneler için

Herbaria are an invaluable source of plant material that can be used in a variety of biological studies. The use of herbarium specimens is associated with ...

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

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 random mutagenesis, error-prone PCR is a convenient and efficient strategy for generating a diverse pool of mutants (i.e., a mutant library). Error-prone PCR is the method of choice when a researcher seeks to mutate a pre-defined region, such as the coding region of a gene while leaving other genomic regions unaffected. After the mutant library is amplified by error-prone PCR, it must be cloned into a suitable plasmid. The size of the library generated by error-prone PCR is constrained by the efficiency of the cloning step. However, in the fission yeast, Schizosaccharomyces pombe, the cloning step can be replaced by the use of a highly efficient one-step fusion PCR to generate constructs for transformation. Mutants of desired phenotypes may then be selected using appropriate reporters. Here, we describe this strategy in detail, taking as an example, a reporter inserted at centromeric heterochromatin.

This article describes a detailed methodology for random mutagenesis of a target gene in fission yeast. As an example, we target rpt4+, which encodes a subunit of the 19S proteasome, and screen for mutations that destabilize heterochromatin.

Fisyon mayası Heterochromatin kararsız hale Proteasome mutantlar seçmek için rasgele Mutagenesis Gene hedefli

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 ...

Ultralow Input Genome Sequencing Library Preparation from a Single Tardigrade Specimen

Tardigrades are microscopic animals that enter an ametabolic state called anhydrobiosis when facing desiccation and can return to their original state when water is supplied. The genomic sequencing of microscopic animals such as tardigrades risks bacterial contamination that sometimes leads to erroneous interpretations, for example, regarding the extent of horizontal gene transfer in these animals. Here, we provide an ultralow input method to sequence the genome of the tardigrade, Hypsibius dujardini, from a single specimen. By employing rigorous washing and contaminant exclusion along with an efficient extraction of the 50 ~ 200 pg genomic DNA from a single individual, we constructed a library sequenced with a DNA sequencing instrument. These libraries were highly reproducible and unbiased, and an informatics analysis of the sequenced reads with other H. dujardini genomes showed a minimal amount of contamination. This method can be applied to unculturable tardigrades that could not be sequenced using previous methods.

Contamination during the genomic sequencing of microscopic organisms remains a large problem. Here, we show a method to sequence the genome of a tardigrade from a single specimen with as little as 50 pg of genomic DNA without whole genome amplification to minimize the risk of contamination.

Ultralow giriş genom Kütüphane hazırlık bir tek Tardigrade örnekten sıralama

Tardigrades are microscopic animals that enter an ametabolic state called anhydrobiosis when facing desiccation and can return to their original state ...

Single Molecule Fluorescence In Situ Hybridization (smFISH) Analysis in Budding Yeast Vegetative Growth and Meiosis

Single molecule fluorescence in situ hybridization (smFISH) is a powerful technique to study gene expression in single cells due to its ability to detect and count individual RNA molecules. Complementary to deep sequencing-based methods, smFISH provides information about the cell-to-cell variation in transcript abundance and the subcellular localization of a given RNA. Recently, we have used smFISH to study the expression of the gene&#160;NDC80&#160;during meiosis in budding yeast, in which two transcript isoforms exist and the short transcript isoform has its entire sequence shared with the long isoform. To confidently identify each transcript isoform, we optimized known smFISH protocols and obtained high consistency and quality of smFISH data for the samples acquired during budding yeast meiosis. Here, we describe this optimized protocol, the criteria that we use to determine whether high quality of smFISH data is obtained, and some tips for implementing this protocol in&#160;other yeast strains and growth conditions.

Single Molecule Fluorescence In Situ Hybridization smFISH Analysis in Budding Yeast Vegetative Growth and Meiosis

This single molecule fluorescence in situ hybridization protocol is optimized to quantify the number of RNA molecules in budding yeast during vegetative growth and meiosis.

Tek molekül floresans In Situ hibridizasyon (smFISH) analizi Budding Maya bitkisel büyüme ve mayoz

Single molecule fluorescence in situ hybridization (smFISH) is a powerful technique to study gene expression in single cells due to its ability to detect ...

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

Neurodegenerative diseases, such as amyotrophic lateral sclerosis (ALS) and Parkinson&#39;s disease (PD), cause the loss of hundreds of thousands of lives each year. Effective treatment options able to halt disease progression are lacking. Despite the extensive sequencing efforts in large patient populations, the majority of ALS and PD cases remain unexplained by genetic mutations alone. Epigenetics mechanisms, such as the post-translational modification of histone proteins, may be involved in neurodegenerative disease etiology and progression and lead to new targets for pharmaceutical intervention. Mammalian in vivo and in vitro models of ALS and PD are costly and often require prolonged and laborious experimental protocols. Here, we outline a practical, fast, and cost-effective approach to determining genome-wide alterations in histone modification levels using Saccharomyces cerevisiae as a model system. This protocol allows for comprehensive investigations into epigenetic changes connected to neurodegenerative proteinopathies that corroborate previous findings in different model systems while significantly expanding our knowledge of the neurodegenerative disease epigenome.

This protocol outlines experimental procedures to characterize genome-wide changes in the levels of histone post-translational modifications (PTM) occurring in connection with the overexpression of proteins associated with ALS and Parkinson&#39;s disease in Saccharomyces cerevisiae models. After SDS-PAGE separation, individual histone PTM levels are detected with modification-specific antibodies via Western blotting.

Histon translasyonel modifikasyon değişiklikler Maya nörodejeneratif Proteinopathy modellerinde karakterize

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 genetic screen for mutant alleles that suppress phenotypic defects caused by a mutation is a powerful approach to identify genes that belong to closely related biochemical pathways. Previous methods such as the Synthetic Genetic Array (SGA) analysis, and random mutagenesis techniques using ultraviolet (UV) or chemicals like ethyl methanesulfonate (EMS) or N-ethyl-N- nitrosourea (ENU), have been widely used but are often costly and laborious. Also, these mutagen-based screening methods are frequently associated with severe side effects on the organism, inducing multiple mutations that add to the complexity of isolating the suppressors. Here, we present a simple and effective protocol to identify suppressor mutations in mutants which confer a growth defect in Schizosaccharomyces pombe. The fitness of cells with a growth deficiency in standard rich liquid media or synthetic liquid media can be monitored for recovery using an automated 96-well plate reader over an extended period. Once a cell acquires a suppressor mutation in the culture, its descendants outcompete those of the parental cells. The recovered cells that have a competitive growth advantage over the parental cells can then be isolated and backcrossed with the parental cells. The suppressor mutations are then identified using whole-genome sequencing. Using this approach, we have successfully isolated multiple suppressors that alleviate the severe growth defects caused by loss of Elf1, an AAA+ family ATPase that is important in nuclear mRNA transport and maintenance of genomic stability. There are currently over 400 genes in S. pombe with mutants conferring a growth defect. As many of these genes are uncharacterized, we propose that our method will hasten the identification of novel functional interactions with this user-friendly, high-throughput approach.

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

We present a simple suppressor screen protocol in fission yeast. This method is efficient, mutagen-free, and&#160; selective&#160; for&#160; mutations that&#160; often&#160; occur at&#160; &#160;a&#160; single&#160; genomic&#160; locus.&#160; The protocol is suitable for isolating suppressors that alleviate growth defects in liquid culture that are caused by a mutation or a drug.

Fisyon mayası Schizosaccharomyces pombe derin sıralama yoluyla, kendiliğinden bastırıcı ekran

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 ...

HOX Loci Focused CRISPR/sgRNA Library Screening Identifying Critical CTCF Boundaries

CCCTC-binding factor (CTCF)-mediated stable topologically associating domains (TADs) play a critical role in constraining interactions of DNA elements that are located in neighboring TADs. CTCF plays an important role in regulating the spatial and temporal expression of HOX genes that control embryonic development, body patterning, hematopoiesis, and leukemogenesis. However, it remains largely unknown whether and how HOX loci associated CTCF boundaries regulate chromatin organization and HOX gene expression. In the current protocol, a specific sgRNA pooled library targeting all CTCF binding sites in the HOXA/B/C/D loci has been generated to examine the effects of disrupting CTCF-associated chromatin boundaries on TAD formation and HOX gene expression. Through CRISPR-Cas9 genetic screening, the CTCF binding site located between HOXA7/HOXA9 genes (CBS7/9) has been identified as a critical regulator of oncogenic chromatin domain, as well as being important for maintaining ectopic HOX gene expression patterns in MLL-rearranged acute myeloid leukemia (AML). Thus, this sgRNA library screening approach provides novel insights into CTCF mediated genome organization in specific gene loci and also provides a basis for the functional characterization of the annotated genetic regulatory elements, both coding and noncoding, during normal biological processes in the post-human genome project era.

HOX Loci Focused CRISPR/sgRNA Library Screening Identifying Critical CTCF Boundaries

A CRISPR/sgRNA library has been applied to interrogating protein-coding genes.However, the feasibility of a sgRNA library to uncover the function of a CTCF boundary in gene regulation remains unexplored. Here, we describe a HOX loci specific sgRNA library to elucidate the function of CTCF boundaries in HOX loci.

HOX Loci odaklı CRISPR/sgRNA Kütüphane eleme tanımlayan kritik CTCF sınırları

CCCTC-binding factor (CTCF)-mediated stable topologically associating domains (TADs) play a critical role in constraining interactions of DNA elements ...

Expression, Purification, and Liposome Binding of Budding Yeast SNX-BAR Heterodimers

SNX-BAR proteins are an evolutionarily conserved class of membrane remodeling proteins that play key roles in sorting and trafficking of protein and lipids during endocytosis, sorting within the endosomal system, and autophagy. Central to SNX-BAR protein function is the ability to form homodimers or heterodimers that bind membranes using highly conserved phox-homology (PX) and BAR (Bin/Amphiphysin/Rvs) domains. In addition, oligomerization of SNX-BAR dimers on membranes can elicit the formation of membrane tubules and vesicles and this activity is thought to reflect their functions as coat proteins for endosome-derived transport carriers. Researchers have long utilized in vitro binding studies using recombinant SNX-BAR proteins on synthetic liposomes or giant unilamellar vesicles (GUVs) to reveal the precise makeup of lipids needed to drive membrane remodeling, thus revealing their mechanism of action. However, due to technical challenges with dual expression systems, toxicity of SNX-BAR protein expression in bacteria, and poor solubility of individual SNX-BAR proteins, most studies to date have examined SNX-BAR homodimers, including non-physiological dimers that form during expression in bacteria. Recently, we have optimized a protocol to overcome the major shortcomings of a typical bacterial expression system. Using this workflow, we demonstrate how to successfully express and purify large amounts of SNX-BAR heterodimers and how to reconstitute them on synthetic liposomes for binding and tubulation assays.

Here, we present a workflow for the expression, purification and liposome binding of SNX-BAR heterodimers in yeast.

Tomurcuklanan Maya SNX-BAR Heterodimers İfade, Arınma ve Lipozom Bağlayıcı

SNX-BAR proteins are an evolutionarily conserved class of membrane remodeling proteins that play key roles in sorting and trafficking of protein and ...