460 resultados para Complementation
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A wide range of screening strategies have been employed to isolate antibodies and other proteins with specific attributes, including binding affinity, specificity, stability and improved expression. However, there remains no high-throughput system to screen for target-binding proteins in a mammalian, intracellular environment. Such a system would allow binding reagents to be isolated against intracellular clinical targets such as cell signalling proteins associated with tumour formation (p53, ras, cyclin E), proteins associated with neurodegenerative disorders (huntingtin, betaamyloid precursor protein), and various proteins crucial to viral replication (e.g. HIV-1 proteins such as Tat, Rev and Vif-1), which are difficult to screen by phage, ribosome or cell-surface display. This study used the β-lactamase protein complementation assay (PCA) as the display and selection component of a system for screening a protein library in the cytoplasm of HEK 293T cells. The colicin E7 (ColE7) and Immunity protein 7 (Imm7) *Escherichia coli* proteins were used as model interaction partners for developing the system. These proteins drove effective β-lactamase complementation, resulting in a signal-to-noise ratio (9:1 – 13:1) comparable to that of other β-lactamase PCAs described in the literature. The model Imm7-ColE7 interaction was then used to validate protocols for library screening. Single positive cells that harboured the Imm7 and ColE7 binding partners were identified and isolated using flow cytometric cell sorting in combination with the fluorescent β-lactamase substrate, CCF2/AM. A single-cell PCR was then used to amplify the Imm7 coding sequence directly from each sorted cell. With the screening system validated, it was then used to screen a protein library based the Imm7 scaffold against a proof-of-principle target. The wild-type Imm7 sequence, as well as mutants with wild-type residues in the ColE7- binding loop were enriched from the library after a single round of selection, which is consistent with other eukaryotic screening systems such as yeast and mammalian cell-surface display. In summary, this thesis describes a new technology for screening protein libraries in a mammalian, intracellular environment. This system has the potential to complement existing screening technologies by allowing access to intracellular proteins and expanding the range of targets available to the pharmaceutical industry.
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Developing novel drugs against the unicellular parasite Plasmodium is complicated by the paucity of simple screening systems. Heat-shock proteins are an essential class of proteins for the parasite's cyclical life style between different cellular milieus and temperatures. The molecular chaperone Hsp90 assists a large variety of proteins, but its supporting functions for many proteins that are important for cancer have made it into a well-studied drug target. With a better understanding of the differences between Hsp90 of the malarial parasite and Hsp90 of its human host, new therapeutic options might become available. We have generated a set of isogenic strains of the budding yeast Saccharomyces cerevisiae where the essential yeast Hsp90 proteins have been replaced with either of the two human cytosolic isoforms Hsp90 alpha or Hsp90 beta, or with Hsp90 from Plasmodium falciparum (Pf). All strains express large amounts of the Flag-tagged Hsp90 proteins and are viable. Even though the strain with Pf Hsp90 grows more poorly, it provides a tool to reconstitute additional aspects of the parasite Hsp90 complex and its interactions with substrates in yeast as a living test tube. Upon exposure of the set of Hsp90 test strains to the two Hsp90 inhibitors radicicol (Rd) and geldanamycin (GA), we found that the strain with Pf Hsp90 is relatively more sensitive to GA than to Rd compared to the strains with human Hsp90's. This indicates that this set of yeast strains could be used to screen for new Pf Hsp90 inhibitors with a wider therapeutic window.
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Empleo de la técnica BiFC para estudiar la interacción entre los canales Kv7.2 y la CaM. Para ello se realizan clonajes, se co-transfectan distintas combinaciones de éstos en células de mamífero y se analiza y cuantifica la intensidad de fluorescencia obtenida mediante microscopía confocal.
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A split-EGFP based bimolecular fluorescence complementation (BiFC) assay has been used to detect interactions between the Saccharomyces cerevisiae cytoskeletal scaffolding protein Iqg1p and three targets: myosin essential light chain (Mlc1p), calmodulin (Cmd1p) and the small GTPase Cdc42p. The format of the BiFC assay used ensures that the proteins are expressed at wild type levels thereby avoiding artefacts due to overexpression. This is the first direct in vivo detection of these interactions; in each case, the complex is localised to discrete regions of the yeast cytoplasm. The labelling with EGFP fragments results in changes in growth kinetics, cell size and budding frequency. This is partly due to the reassembled EGFP locking the complexes into essentially permanent interactions. The consequences of this for Iqg1p interactions and BiFC assays in general are discussed. (c) 2008 International Federation for Cell Biology. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.
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A split-EGFP bimolecular fluorescence complementation assay was used to visualise and locate three interacting pairs of proteins from the GAL genetic switch of the budding yeast, Saccharomyces cerevisiae. Both the Gal4p-Gal80p and Gal80p-Gal3p pairs were found to be located in the nucleus under inducing conditions. However, the Gal80p-Gal1p complex was located throughout the cell. These results support recent work establishing an initial interaction between Gal3p and Gal80p occurring in the nucleus. Labelling of all three protein pairs impaired the growth of the yeast strains and resulted in reduced galactokinase activity in cell extracts. The most likely cause of this impairment is decreased dissociation rates of the complexes, caused by the essentially irreversible reassembly of the EGFP fragments. This suggests that a fully functional GAL genetic switch requires dynamic interactions between the protein components. These results also highlight the need for caution in the interpretation of in vivo split-EGFP experiments.
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Protein-protein interactions play a central role in many cellular processes. Their characterisation is necessary in order to analyse these processes and for the functional identification of unknown proteins. Existing detection methods such as the yeast two-hybrid (Y2H) and tandem affinity purification (TAP) method provide a means to answer rapidly questions regarding protein-protein interactions, but have limitations which restrict their use to certain interaction networks; furthermore they provide little information regarding interaction localisation at the subcellular level. The development of protein-fragment complementation assays (PCA) employing a fluorescent reporter such as a member of the green fluorescent protein (GFP) family has led to a new method of interaction detection termed Bimolecular Fluorescent Complementation (BiFC). These assays have become important tools for understanding protein interactions and the development of whole genome interaction maps. BiFC assays have the advantages of very low background signal coupled with rapid detection of protein-protein interactions in vivo while also providing information regarding interaction compartmentalisation. Modified forms of the assay such as the use of combinations of spectral variants of GFP have allowed simultaneous visualisation of multiple competing interactions in vivo. Advantages and disadvantages of the method are discussed in the context of other fluorescence-based interaction monitoring techniques.
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Oxaliplatin-based chemotherapy is the standard of care in patients with high-risk stage II and stage III colorectal cancer as well as in patients with advanced disease. Unfortunately, a large proportion of patients offered oxaliplatin fail to benefit from it. In the era of personalized treatment, there are strong efforts to identify biomarkers that will predict efficacy to oxaliplatin-based treatments. Excision repair cross-complementation group 1 (ERCC1) is a key element in the nucleotide excision repair (NER) pathway, which is responsible for repairing DNA adducts induced by platinum compounds. ERCC1 has recently been shown to be closely associated with outcome in patients with non-small-cell lung cancer (NSCLC): both high ERCC1 protein and gene expression are associated with resistance to cisplatin-based chemotherapy and better outcome without treatment. Therefore, ERCC1 has the potential to be used as a strong candidate biomarker, both predictive and prognostic, for colorectal cancer. This review will focus on the preclinical and clinical evidences supporting ERCC1 as a major molecule in oxaliplatin resistance. In addition, the important technologies used to assess ERCC1 gene and protein expression will be highlighted.
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Les protéines sont les produits finaux de la machinerie génétique. Elles jouent des rôles essentiels dans la définition de la structure, de l'intégrité et de la dynamique de la cellule afin de promouvoir les diverses transformations chimiques requises dans le métabolisme et dans la transmission des signaux biochimique. Nous savons que la doctrine centrale de la biologie moléculaire: un gène = un ARN messager = une protéine, est une simplification grossière du système biologique. En effet, plusieurs ARN messagers peuvent provenir d’un seul gène grâce à l’épissage alternatif. De plus, une protéine peut adopter plusieurs fonctions au courant de sa vie selon son état de modification post-traductionelle, sa conformation et son interaction avec d’autres protéines. La formation de complexes protéiques peut, en elle-même, être déterminée par l’état de modifications des protéines influencées par le contexte génétique, les compartiments subcellulaires, les conditions environmentales ou être intrinsèque à la croissance et la division cellulaire. Les complexes protéiques impliqués dans la régulation du cycle cellulaire sont particulièrement difficiles à disséquer car ils ne se forment qu’au cours de phases spécifiques du cycle cellulaire, ils sont fortement régulés par les modifications post-traductionnelles et peuvent se produire dans tous les compartiments subcellulaires. À ce jour, aucune méthode générale n’a été développée pour permettre une dissection fine de ces complexes macromoléculaires. L'objectif de cette thèse est d'établir et de démontrer une nouvelle stratégie pour disséquer les complexes protéines formés lors du cycle cellulaire de la levure Saccharomyces cerevisiae (S. cerevisiae). Dans cette thèse, je décris le développement et l'optimisation d'une stratégie simple de sélection basée sur un essai de complémentation de fragments protéiques en utilisant la cytosine déaminase de la levure comme sonde (PCA OyCD). En outre, je décris une série d'études de validation du PCA OyCD afin de l’utiliser pour disséquer les mécanismes d'activation des facteurs de transcription et des interactions protéine-protéines (IPPs) entre les régulateurs du cycle cellulaire. Une caractéristique clé du PCA OyCD est qu'il peut être utilisé pour détecter à la fois la formation et la dissociation des IPPs et émettre un signal détectable (la croissance des cellules) pour les deux types de sélections. J'ai appliqué le PCA OyCD pour disséquer les interactions entre SBF et MBF, deux facteurs de transcription clés régulant la transition de la phase G1 à la phase S. SBF et MBF sont deux facteurs de transcription hétérodimériques composés de deux sous-unités : une protéine qui peut lier directement l’ADN (Swi4 ou Mbp1, respectivement) et une protéine commune contenant un domain d’activation de la transcription appelée Swi6. J'ai appliqué le PCA OyCD afin de générer un mutant de Swi6 qui restreint ses activités transcriptionnelles à SBF, abolissant l’activité MBF. Nous avons isolé des souches portant des mutations dans le domaine C-terminal de Swi6, préalablement identifié comme responsable dans la formation de l’interaction avec Swi4 et Mbp1, et également important pour les activités de SBF et MBF. Nos résultats appuient un modèle où Swi6 subit un changement conformationnel lors de la liaison à Swi4 ou Mbp1. De plus, ce mutant de Swi6 a été utilisé pour disséquer le mécanisme de régulation de l’entrée de la cellule dans un nouveau cycle de division cellulaire appelé « START ». Nous avons constaté que le répresseur de SBF et MBF nommé Whi5 se lie directement au domaine C-terminal de Swi6. Finalement, j'ai appliqué le PCA OyCD afin de disséquer les complexes protéiques de la kinase cycline-dépendante de la levure nommé Cdk1. Cdk1 est la kinase essentielle qui régule la progression du cycle cellulaire et peut phosphoryler un grand nombre de substrats différents en s'associant à l'une des neuf protéines cycline régulatrice (Cln1-3, Clb1-6). Je décris une stratégie à haut débit, voir à une échelle génomique, visant à identifier les partenaires d'interaction de Cdk1 et d’y associer la cycline appropriée(s) requise(s) à l’observation d’une interaction en utilisant le PCA OyCD et des souches délétées pour chacune des cyclines. Mes résultats nous permettent d’identifier la phase(s) du cycle cellulaire où Cdk1 peut phosphoryler un substrat particulier et la fonction potentielle ou connue de Cdk1 pendant cette phase. Par exemple, nous avons identifié que l’interaction entre Cdk1 et la γ-tubuline (Tub4) est dépendante de Clb3. Ce résultat est conforme au rôle de Tub4 dans la nucléation et la croissance des faisceaux mitotiques émanant des centromères. Cette stratégie peut également être appliquée à l’étude d'autres IPPs qui sont contrôlées par des sous-unités régulatrices.
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La compréhension de processus biologiques complexes requiert des approches expérimentales et informatiques sophistiquées. Les récents progrès dans le domaine des stratégies génomiques fonctionnelles mettent dorénavant à notre disposition de puissants outils de collecte de données sur l’interconnectivité des gènes, des protéines et des petites molécules, dans le but d’étudier les principes organisationnels de leurs réseaux cellulaires. L’intégration de ces connaissances au sein d’un cadre de référence en biologie systémique permettrait la prédiction de nouvelles fonctions de gènes qui demeurent non caractérisées à ce jour. Afin de réaliser de telles prédictions à l’échelle génomique chez la levure Saccharomyces cerevisiae, nous avons développé une stratégie innovatrice qui combine le criblage interactomique à haut débit des interactions protéines-protéines, la prédiction de la fonction des gènes in silico ainsi que la validation de ces prédictions avec la lipidomique à haut débit. D’abord, nous avons exécuté un dépistage à grande échelle des interactions protéines-protéines à l’aide de la complémentation de fragments protéiques. Cette méthode a permis de déceler des interactions in vivo entre les protéines exprimées par leurs promoteurs naturels. De plus, aucun biais lié aux interactions des membranes n’a pu être mis en évidence avec cette méthode, comparativement aux autres techniques existantes qui décèlent les interactions protéines-protéines. Conséquemment, nous avons découvert plusieurs nouvelles interactions et nous avons augmenté la couverture d’un interactome d’homéostasie lipidique dont la compréhension demeure encore incomplète à ce jour. Par la suite, nous avons appliqué un algorithme d’apprentissage afin d’identifier huit gènes non caractérisés ayant un rôle potentiel dans le métabolisme des lipides. Finalement, nous avons étudié si ces gènes et un groupe de régulateurs transcriptionnels distincts, non préalablement impliqués avec les lipides, avaient un rôle dans l’homéostasie des lipides. Dans ce but, nous avons analysé les lipidomes des délétions mutantes de gènes sélectionnés. Afin d’examiner une grande quantité de souches, nous avons développé une plateforme à haut débit pour le criblage lipidomique à contenu élevé des bibliothèques de levures mutantes. Cette plateforme consiste en la spectrométrie de masse à haute resolution Orbitrap et en un cadre de traitement des données dédié et supportant le phénotypage des lipides de centaines de mutations de Saccharomyces cerevisiae. Les méthodes expérimentales en lipidomiques ont confirmé les prédictions fonctionnelles en démontrant certaines différences au sein des phénotypes métaboliques lipidiques des délétions mutantes ayant une absence des gènes YBR141C et YJR015W, connus pour leur implication dans le métabolisme des lipides. Une altération du phénotype lipidique a également été observé pour une délétion mutante du facteur de transcription KAR4 qui n’avait pas été auparavant lié au métabolisme lipidique. Tous ces résultats démontrent qu’un processus qui intègre l’acquisition de nouvelles interactions moléculaires, la prédiction informatique des fonctions des gènes et une plateforme lipidomique innovatrice à haut débit , constitue un ajout important aux méthodologies existantes en biologie systémique. Les développements en méthodologies génomiques fonctionnelles et en technologies lipidomiques fournissent donc de nouveaux moyens pour étudier les réseaux biologiques des eucaryotes supérieurs, incluant les mammifères. Par conséquent, le stratégie présenté ici détient un potentiel d’application au sein d’organismes plus complexes.
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The aim of this study was to evaluate the effect of the cytoplast type and activation process on development of cloned embryos. Bovine oocytes (MII) or zygotes at the one-cell stage (IVF) were manually bisected and segregated in MII or IVF hemi-cytoplasts or hemi-karyoplasts. Adult skin cells from a bovine female were used as nucleus donors (SC). Experimental groups were composed of IVF embryos; parthenogenetic embryos; handmade cloned (HMC) embryos; and reconstructed HMC embryos using IVF hemi-cytoplast + MII hemi-cytoplast + SC (G-I); IVF hemi-cytoplast + IVF hemi-cytoplast + SC (G-II); MII hemi-cytoplast + IVF hemi-karyoplast (G-III); and IVF hemi-cytoplast + IVF hemi-karyoplast (G-IV). Embryos from G-I to G-IV were allocated to subgroups as sperm-activated (SA) or were further chemically activated (SA + CA). Embryos from all groups and subgroups were in vitro cultured in the WOW system. Blastocyst development in subgroup G-I SA (28.2%) was similar to IVF (27.0%) and HMC (31.4%) controls, perhaps due to a to a more suitable activation process and/or better complementation of cytoplasmic reprogramming factors, with the other groups and subgroups having lower levels of development. No blastocyst development was observed when using IVF hemi-karyoplasts (G-III and G-IV), possibly due to the manipulation process during a sensitive biological period. In summary, the presence of cytoplasmic factors from MII hemi-oocytes and the sperm activation process from hemi-zygotes appear to be necessary for adequate in vitro development, as only the zygote-oocyte hemi-complementation was as efficient as controls for the generation of bovine cloned blastocysts.
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Cockayne syndrome (CS) is a human genetic disorder characterized by sensitivity to UV radiation, neurodegeneration, premature aging among other phenotypes. CS complementation group B (CS-B) gene (csb) encodes the CSB protein (CSB) that is involved in base excision repair of a number of oxidatively induced lesions in genomic DNA in vivo. We hypothesized that CSB may also play a role in cellular repair of the DNA helix-distorting tandem lesion (5`S)-8,5`-cyclo-2`-deoxyadenosine (S-cdA). Among many DNA lesions. S-cdA is unique in that it represents a concomitant damage to both the sugar and base moieties of the same nucleoside. Because of the presence of the C8-C5` covalent bond, S-cdA is repaired by nucleotide excision repair unlike most of other oxidatively induced lesions in DNA, which are subject to base excision repair. To test our hypothesis, we isolated genomic DNA from brain, kidney and liver of wild type and csb knockout (csb(-/-)) mice. Animals were not exposed to any exogenous oxidative stress before the experiment. DNA samples were analysed by liquid chromatography/mass spectrometry with isotope-dilution. Statistically greater background levels of S-cdA were observed in all three organs of csb(-/-) mice than in those of wild type mice. These results suggest the in vivo accumulation of S-cdA in genomic DNA due to lack of its repair in csb(-/-) mice. Thus, this study provides, for the first time, the evidence that CSB plays a role in the repair of the DNA helix-distorting tandem lesion S-cdA. Accumulation of unrepaired S-cdA in vivo may contribute to the pathology associated with CS. Published by Elsevier B.V.
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The recent recrudescence of Mycobacterium tuberculosis infection and the emergence of multidrug-resistant strains have created an urgent need for new therapeutics against tuberculosis. The enzymes of the shikimate pathway are attractive drug targets because this route is absent in mammals and, in M. tuberculosis, it is essential for pathogen viability. This pathway leads to the biosynthesis of aromatic compounds, including aromatic amino acids, and it is found in plants, fungi, bacteria, and apicomplexan parasites. The aroB-encoded enzyme dehydroquinate synthase is the second enzyme of this pathway, and it catalyzes the cyclization of 3-deoxy-D-arabino-heptulosonate-7-phosphate in 3-dehydroquinate. Here we describe the PCR amplification and cloning of the aroB gene and the overexpression and purification of its product, dehydroquinate synthase, to homogeneity. In order to probe where the recombinant dehydroquinate synthase was active, genetic complementation studies were performed. The Escherichia coli AB2847 mutant was used to demonstrate that the plasmid construction was able to repair the mutants, allowing them to grow in minimal medium devoid of aromatic compound supplementation. In addition, homogeneous recombinant M. tuberculosis dehydroquinate synthase was active in the absence of other enzymes, showing that it is homomeric. These results will support the structural studies with M. tuberculosis dehydroquinate synthase that are essential for the rational design of antimycobacterial agents.