來源:ChemicalBook
背景[1-6]
Y190感受態細胞是GAL4系統酵母雙雜實驗用菌株,MATa型,可直接轉化質粒或與MATα型酵母菌株Y187通過mating操作進行蛋白互作驗證或篩庫試驗。Transformation marker為: trp1,leu2,cyh2;報告基因為: lacZ,HIS3,MEL1。Y190-GAL4酵母雙雜系統需要兩種質粒配套使用:(pGB和pACT2)或(pGBKT7和pGADT7)。
質粒pGB由pGBKT7改造而來,篩選標誌為TRP1,用於表達DNA-BD(來自酵母轉錄因子GAL4N端1~ 174位胺基酸)與目標蛋白(Bait)的融合蛋白;質粒pACT2與pGADT7的結構和功能類似,篩選標誌為LEU,用於表達AD(GAL4 C端768~881位胺基酸)與目標蛋白 (Prey)的融合蛋白。
GAL4系統原理:一個完整的酵母轉錄因子GAL4可分為功能上相互獨立的兩個結構域:位於N端1~174位胺基酸區段的DNA結合域 (DNA-BD)和位於C端768~881位胺基酸區段的轉錄激活域(AD)。DNA-BD能夠識別GAL4-responsive gene的上遊激活序列UAS,並與之結合。而AD可以啟動UAS下遊的基因進行轉錄。BD和AD單獨存在不能激活轉錄,但當二者接近時,則呈現完整的GAL4活性,使含有UAS的啟動子下遊基因轉錄表達。
正常條件下,BD不與AD結合,將要檢測的蛋白質分別與BD和AD融合,形成 bait融合蛋白(bait –BD)和 prey融合蛋白 (prey-AD),如果 bait和 prey發生相互作用,就會促使 BD和 AD的相互接近,形成完整的GAL4,從而激活報告基因的轉錄。Y190感受態細胞經特殊工藝製作,-80℃可保存三個月,pGADT7質粒檢測轉化效率>104 cfu/μg DNA。
Y190感受態細胞操作方法:
1. Carrier DNA 在每次使用前要通過加熱處理使其變性為單鏈狀態,步驟如下:Carrier DNA 放95℃水浴或金屬浴3 min,快速插入冰中,靜置3 min,再次放95℃水浴或金屬浴3 min,快速插入冰中,靜置3 min以上。
2. 取100 μl冰上融化的Y190感受態細胞,依次加入預冷的目的質粒0.5-3 μg,Carrier DNA10 μl,PEG/LiAc 500 μl並吸打幾次混勻,30℃水浴30 min (15 min時翻轉6-8次混勻)。
3. 將管放42℃水浴15 min (7.5 min時翻轉6-8次混勻)。
4. 5000 rpm離心 40 s棄上清,ddH2O 400 μl 重懸,離心 30s棄上清。
5. ddH2O 50 μl重懸,塗板,29℃培養48-96 h。
應用[7][8]
Y190感受態細胞可用於酵母Coronin蛋白與Septin家族成員相互作用研究:
細胞周期(cell cycle)是細胞生命活動的基本過程,其精準調控對生物的生存、繁殖、發育和遺傳均具有極其重要的作用。Septin是一個從酵母到人都很保守的基因家族,釀酒酵母中Septin主要組成包括:Cdc3p、Cdc10p、Cdc11p、Cdc12p和Shs1p/Sep7p,Septin結構的變化與細胞周期密切相關。肌動蛋白骨架(actin cytoskeleton)是存在於細胞中複雜的蛋白質纖維網狀結構,參與細胞形狀的維持、細胞周期、信號轉導、增殖分化以及基因表達調控等幾乎所有的細胞生理過程。Coronin蛋白(Crn1p)是一種存在於真核生物中的、高度保守的與肌動蛋白骨架調控相關的蛋白質,在肌動蛋白細胞骨架的聚合和解聚過程中都發揮了重要的作用。但目前關於肌動蛋白骨架如何參與細胞周期的調控研究甚少。
本研究以釀酒酵母為研究材料,對釀酒酵母中Coronin蛋白與Cdc3p、Cdc10p、Cdc11p、Cdc12p和Shs1p/Sep7p之間的相互作用進行了初步探討,並對後續工作提出了設想。主要研究結果如下:
(1)通過酵母雙雜交實驗篩選出Cdc11p與Crn1p之間具有相互作用。以釀酒酵母S288c基因組DNA為模板,擴增出基因CDC10、CDC11和CDC12的全長序列,大小分別為969 bp,1248 bp和1224 bp,構建酵母雙雜交重組質粒p GBKT7-CDC10、p GBKT7-CDC11和p GBKT7-CDC12。p GADT7-CRN1分別同以上三個重組質粒分步轉化酵母菌株Y190,並通過對β-半乳糖苷酶活性的檢測篩選出Cdc11p與Crn1p具有相互作用。
(2)通過Pull-down實驗證實Crn1p與Cdc11p具有相互作用。以p MD19-T-CDC11為模板,擴增出基因CDC11全長序列,構建原核表達重組質粒p ET28a-CDC11。重組質粒p ET28a-CDC11和p GEX-4T-3-CRN1分別轉化E.coli BL21(DE3)進行異源表達,得到Cdc11蛋白和Crn1蛋白。最終通過Pull-down實驗證實Crn1p與Cdc11p之間的相互作用。
(3)通過免疫共沉澱實驗探索Crn1p與Cdc11p之間的相互作用。用限制性內切酶Sac I和Not I酶切重組質粒p ET28a-CDC11和質粒p YES3/CT,構建釀酒酵母表達重組質粒p YES3/CT-CDC11,並轉化釀酒酵母菌株BJ5457。同時在CRN1基因的C端融合Myc標籤,構建BJ5457 CRN1-Myc且含有p YES3/CT-CDC11的過表達載體的酵母菌株。
通過對其進行誘導前和誘導後形態觀察,發現當過表達Cdc11蛋白時,細胞表型異常,細胞子芽延長,且大部分細胞死亡。Co-IP檢測時未得到目的條帶,且總蛋白條帶也較少,猜測由於細胞表型異常導致。因此,本論文初步證實肌動蛋白骨架調控蛋白Coronin與細胞周期調控家族蛋白Septin家族成員Cdc11蛋白具有相互作用,結合前期研究結果:Asr1p蛋白與Coronin蛋白之間具有相互作用,且Asr1p影響細胞周期,我們初步得出一條完整的肌動蛋白骨架調控細胞周期的信號通路。
參考文獻
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[8]李國濤. 酵母Coronin蛋白與Septin家族成員相互作用研究[D].雲南師範大學,2017.