합성유전배열

Synthetic genetic array

합성유전배열분석(SGA)은 합성 치사 및 합성 병든 유전자 상호작용(SSL)을 탐구하기 위한 고투과 기술이다.[1]SGA는 재조합 유전자 기법, 짝짓기 및 선택 단계를 조합하여 이중 돌연변이를 체계적으로 구성할 수 있다.SGA 방법론을 사용하면 질의 유전자 삭제 돌연변이를 전체 게놈 삭제 세트로 교차하여 SSL 상호작용을 식별하여 질의 유전자와 상호작용하는 유전자의 기능 정보를 산출할 수 있다.효모에 있는 약 5,000개의 실행 가능한 삭제 돌연변이 세트에 약 130개의 질의 유전자를 교차시킨 SGA의 대규모 적용은 1,000개의 유전자와 4,000개의 SSL 상호작용을 포함하는 유전 네트워크를 드러냈다.[2]이 연구 결과는 기능이 유사한 유전자가 서로 상호작용하는 경향이 있고 유전적 상호작용의 유사한 패턴을 가진 유전자가 같은 경로나 복잡한 경로에서 작용하는 경향이 있는 제품을 인코딩하는 경우가 많다는 것을 보여주었다.합성 유전 배열 분석은 처음에 모델 유기체 S. 세레비시아이를 사용하여 개발되었다.이 방법은 이후 S. 세레비시아 게놈의 30%까지 확대되었다.[3]그 이후 S.pombe와[4][5] 대장균에서 SGA 분석을 허용하는 방법론이 개발되었다.[6][7]null

합성 치사 상호작용을 보여주는 배열된 효모.합성 치사 상호작용은 성장이 감소하거나 없는 군집의 쌍이다.

배경

합성 유전자 배열 분석은 2001년에 Tong [1]등이 처음 개발했고 그 이후 광범위한 생물 의학 분야에서 일하는 많은 그룹들에 의해 사용되었다.SGA는 효모 게놈 삭제 프로젝트에 의해 만들어진 게놈 효모 전체 녹아웃을 활용한다.[8]null

절차

합성 유전 배열 분석은 일반적으로 표준 밀도(96, 384, 768, 1536)의 페트리플레이트 상의 군집 배열을 사용하여 수행된다.S.cerrevisae에서 SGA 분석을 수행하기 위해, 효모 게놈(현재 4786종)의 모든 가능한 녹아웃 ORF를 포함하는 삭제 돌연변이 배열(DMA)과 질의 유전자 삭제를 체계적으로 교차한다.[9]그 결과 발생한 디플로이드는 질소 함량이 감소된 매체로 전달되어 산발적으로 생성된다.그런 다음 하플로이드 자손은 일련의 선택 플래팅과 인큐베이션을 통해 이중 돌연변이를 선택한다.이중 돌연변이는 결과 군집의 크기를 평가하여 SSL 상호작용을 시각적으로 또는 영상 소프트웨어를 사용하여 검사한다.null

피닝 로봇을 사용한 SGA 분석 중 효모 군집 복제

로보틱스

SGA 분석에서 정밀한 복제 단계가 많아 군집 조종을 수행하는 데 로봇이 널리 이용되고 있다.SGA 분석을 위해 특별히 설계된 몇 가지 시스템이 있는데, 이것은 질의 유전자를 분석하는 시간을 크게 단축시킨다.일반적으로 이들 핀은 일련의 핀을 가지고 있는데, 이는 셀을 플레이트로 이동시키는 데 사용되며, 한 시스템은 일회용 핀 패드를 사용하여 세척 주기를 없앤다.컴퓨터 프로그램을 사용하여 플레이트의 이미지에서 군집 크기를 분석하여 SGA 점수 매기기 및 화학 유전학 프로파일링을 자동화할 수 있다.null

효모 고함량 유전체 검사 시스템 단계(SGA -로드맵)

6가지 주요 구성 요소가 있다.

  1. 돌연변이 수집
  2. 돌연변이 처리를 위한 재료 및 도구
  3. 영상분석시스템
  4. 자동 계량 및 채점 시스템
  5. 확인 접근 방식
  6. 데이터 분석 도구
  • 돌연변이 수집

첫 번째 단계는 돌연변이를 수집하여 고체 또는 액체 매체로 돌연변이 라이브러리를 만드는 것이다.솔리드 미디어는 시간을 많이 절약할 수 있기 때문에 더 좋을 수 있다.초기 단계에서는 돌연변이 생성이 호몰로 재조합 방식으로 이루어졌다.우리는 잘 연구된 모델 유기체인 사카로마이오스 세레비시아이를 위한 훌륭한 돌연변이 도서관을 가지고 있다.null

그러나, 새로운 효모 모델을 찾으려면 게놈 염기서열 분석을 해야 할 수 있고 좋은 참조 효모 게놈을 통해 가능한 ORF를 예측할 수 있다.특별한 경우를 고려하십시오.만약 당신이 레퍼런스 게놈을 가지고 있지 않다면, 당신은 그 새로운 모델 유기체의 대본과 게놈 분석을 해야 한다.null

  • 돌연변이 처리를 위한 재료 및 도구
    일단 당신의 돌연변이 라이브러리를 솔리드 미디어에 저장하면.돌연변이가 고체 매체에 있는 경우, 돌연변이를 1:3배율로 배열했다. 즉, 3개의 돌연변이 배열로 하나의 야생형(wild type)에 대해 (왜?야생형은 내부 통제장치로 작동하며, 고형질 매체에서 편견을 피하기 위해 균등하게 공유되어서는 안 된다.)일단 단일 유전자가 돌연변이를 삭제하면, 돌연변이를 다루는 도구를 시작할 수 있다.SGA에서 그것은 "피닝"이라고 불린다.효모 돌연변이를 핀으로 고정하는 데 사용되는 ROTOR-HAD 버전(핀링 로봇이라고도 함)이 기계는 샘플이 소스 플레이트에서 실험 플레이트로 고정되도록 도와주는 사용자 친화적인 인터페이스를 설치하였다.
  1. 영상분석시스템
  2. 자동 계량 및 채점 시스템
  3. 확인 접근 방식
  4. 데이터 분석 도구

돌연변이 수집

참고 항목

참조

  1. ^ a b Tong, A. H. Y.; Evangelista, M.; Parsons, A. B.; Xu, H.; Bader, G. D.; Pagé, N.; Robinson, M.; Raghibizadeh, S.; Hogue, C. W.; Bussey, H.; Andrews, B.; Tyers, M.; Boone, C. (2001). "Systematic Genetic Analysis with Ordered Arrays of Yeast Deletion Mutants". Science. 294 (5550): 2364–2368. Bibcode:2001Sci...294.2364T. doi:10.1126/science.1065810. PMID 11743205. S2CID 6505287.
  2. ^ Tong, A. H. Y.; Lesage, G.; Bader, G. D.; Ding, H.; Xu, H.; Xin, X.; Young, J.; Berriz, G. F.; Brost, R. L.; Chang, M.; Chen, Y.; Cheng, X.; Chua, G.; Friesen, H.; Goldberg, D. S.; Haynes, J.; Humphries, C.; He, G.; Hussein, S.; Ke, L.; Krogan, N.; Li, Z.; Levinson, J. N.; Lu, H.; Ménard, P.; Munyana, C.; Parsons, A. B.; Ryan, O.; Tonikian, R.; Roberts, T. (2004). "Global Mapping of the Yeast Genetic Interaction Network". Science. 303 (5659): 808–813. Bibcode:2004Sci...303..808T. doi:10.1126/science.1091317. PMID 14764870. S2CID 11465508.
  3. ^ Costanzo, M.; Baryshnikova, A.; Bellay, J.; Kim, Y.; Spear, E. D.; Sevier, C. S.; Ding, H.; Koh, J. L. Y.; Toufighi, K.; Mostafavi, S.; Prinz, J.; St Onge, R. P.; Vandersluis, B.; Makhnevych, T.; Vizeacoumar, F. J.; Alizadeh, S.; Bahr, S.; Brost, R. L.; Chen, Y.; Cokol, M.; Deshpande, R.; Li, Z.; Lin, Z. -Y.; Liang, W.; Marback, M.; Paw, J.; San Luis, B. -J.; Shuteriqi, E.; Tong, A. H. Y.; Van Dyk, N. (2010). "The Genetic Landscape of a Cell". Science. 327 (5964): 425–431. Bibcode:2010Sci...327..425C. doi:10.1126/science.1180823. PMC 5600254. PMID 20093466.
  4. ^ Roguev, A.; Wiren, M.; Weissman, J. S.; Krogan, N. J. (2007). "High-throughput genetic interaction mapping in the fission yeast Schizosaccharomyces pombe". Nature Methods. 4 (10): 861–866. doi:10.1038/nmeth1098. PMID 17893680. S2CID 21870145.
  5. ^ Dixon, S. J.; Fedyshyn, Y.; Koh, J. L. Y.; Prasad, T. S. K.; Chahwan, C.; Chua, G.; Toufighi, K.; Baryshnikova, A.; Hayles, J.; Hoe, K. -L.; Kim, D. -U.; Park, H. -O.; Myers, C. L.; Pandey, A.; Durocher, D.; Andrews, B. J.; Boone, C. (2008). "Significant conservation of synthetic lethal genetic interaction networks between distantly related eukaryotes". Proceedings of the National Academy of Sciences. 105 (43): 16653–16658. Bibcode:2008PNAS..10516653D. doi:10.1073/pnas.0806261105. PMC 2575475. PMID 18931302.
  6. ^ Typas, A.; Nichols, R. J.; Siegele, D. A.; Shales, M.; Collins, S. R.; Lim, B.; Braberg, H.; Yamamoto, N.; Takeuchi, R.; Wanner, B. L.; Mori, H.; Weissman, J. S.; Krogan, N. J.; Gross, C. A. (2008). "High-throughput, quantitative analyses of genetic interactions in E. Coli". Nature Methods. 5 (9): 781–787. doi:10.1038/nmeth.1240. PMC 2700713. PMID 19160513.
  7. ^ Butland, G.; Babu, M.; Díaz-Mejía, J. J.; Bohdana, F.; Phanse, S.; Gold, B.; Yang, W.; Li, J.; Gagarinova, A. G.; Pogoutse, O.; Mori, H.; Wanner, B. L.; Lo, H.; Wasniewski, J.; Christopolous, C.; Ali, M.; Venn, P.; Safavi-Naini, A.; Sourour, N.; Caron, S.; Choi, J. Y.; Laigle, L.; Nazarians-Armavil, A.; Deshpande, A.; Joe, S.; Datsenko, K. A.; Yamamoto, N.; Andrews, B. J.; Boone, C.; Ding, H. (2008). "ESGA: E. Coli synthetic genetic array analysis". Nature Methods. 5 (9): 789–795. doi:10.1038/nmeth.1239. PMID 18677321. S2CID 205418664.
  8. ^ "Saccharomyces Genome Deletion Project".
  9. ^ "Yeast Knockout Strains". Open Biosystems. Archived from the original on November 19, 2011.