Yeast基因文庫的分類和選擇

自1995 年成立以來，Dharmacon 提供各種用于批量研究基因功能的工具，支持從全基因組范圍到信號通路、基因家族方面研究基因與疾病、表型、分子機理對應的關系。近年來隨著高端酶標儀、高通量顯微鏡、自動化流式細胞儀、高內涵等設備的普及和技術更新，Dharmacon 文庫在各個領域中得以廣泛應用，相關研究成果被發(fā)表在上千篇高質量的CNS 文獻中。

釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）是了解真核細胞遺傳調控的有力模型。Dharmacon酵母資源包括多個酵母基因組文庫，包括ORF文庫、基因敲除（Knock Out）菌株、蛋白質相互作用文庫、突變菌株和各種篩選文庫等，并且為曾經在Cell、Nature、Sciences等雜志發(fā)表過酵母研究相關文獻的學術機構代售相關研究工具。

 

文庫種類

     Dharmacon酵母資源包括多個酵母基因組文庫，包括ORF文庫、基因敲除（Knock Out）菌株、蛋白質相互作用文庫、突變菌株和各種篩選文庫等。

 

酵母（Saccharomyces cerevisiae）基因cDNA&ORF文庫  

（1）酵母ORFs庫（Yeast ORF Collection）

酵母ORFs庫設計用于在模式生物酵母中進行高通量地化學和遺傳學篩選。該庫收集了超過4900個通過Gateway技術克隆到酵母表達質粒（pBG1805）上的ORF序列。這些質粒被轉化進入E.coli大腸桿菌中或酵母菌中。

（2）帶有 TAP融合標簽的酵母ORFs庫（Yeast TAP Tagged ORFs）

該菌株庫以MatA (BY4741)為 背景，提供超過4000個帶有TAP蛋白標簽融合的酵母蛋白，這些融合蛋白由內源啟動子控制表達，TAP 標記使得可以使用串聯的兩個親和選擇步驟純化和選擇酵母蛋白質組和相關成分，從而可以進行一系列高通量功能性研究。

（3）帶有GST融合標簽的酵母ORFs庫（Yeast GST-tagged ORFs）

該ORFs庫由多倫多大學的Andrews實驗室研發(fā)構建獲得。該庫包含了超過80%的釀酒酵母基因組。質粒編碼的ORFs在N端融合了GST標簽，表達受GAL1/10啟動子控制。該文庫被轉導進入BY4741（MATa）背景的酵母菌中，并且被用于基因組范圍的過表達篩選

（4）帶有HA融合標簽的酵母ORFs庫（Yeast HA-tagged ORFs）

HA 標記的酵母文庫包含有超過2400個的帶有 3 個血凝素 (HA) 表型標記的誘變酵母菌株，對于酵母蛋白免疫定位、免疫沉淀和結合位點分析非常有用。該庫裝載在ura3 leu2二倍體菌株背景中。菌株不保證表達完整的功能蛋白，研究者需要自行進行驗證分析。成功進行免疫定位的菌株，可在TRIPLES網站上找到對應的信息。

（5）帶有YFP融合標簽的酵母激酶基因庫（Yeast YFP Fusion Kinase Collection）

酵母 YFP融合激酶庫設計用于系統和大規(guī)模的激酶蛋白定位研究，從而探索研究出芽生殖的酵母信號通路。該庫收集了大約120個酵母激酶基因，這些基因上游N端帶有1kb左右的天然啟動子，并在C端表達融合的YFP標簽蛋白，基因通過Gateway技術被克隆進入載體，并在絲狀菌株Σ1278b中表達融合蛋白。

（6）酵母條碼標簽庫（Yeast Barcoder Collection）

該庫由多倫多大學的Corey Nislow博士開發(fā)獲得，包括約1200 株帶有2段獨特 DNA 序列標記（條碼）的供體菌株（BY4741背景）集合，可以通過crossing mate-types方法系統地將帶有DNA序列標記（條碼）的酵母基因轉化入任何釀酒酵母中。

（7）帶分子標簽的酵母（MoBY）ORFs庫（Molecular Barcoded Yeast (MoBY) ORF Collection）

該庫設計用于識別釀酒酵母中發(fā)生突變導致耐藥性的基因，提供了一種識別酵母耐藥突變的工具，可用于從突變體篩選到藥物作用機制的發(fā)現等研究。

 

酵母基因敲除菌株庫（Knockout Strains）

（1）酵母基因敲除菌株庫（Yeast Knockout Collection）

酵母基因敲除 (YKO) 庫提供超過 6000 種基因敲除的突變體菌株，對應基因的ORF由編碼KanMX抗性（G418）的序列替代，覆蓋了酵母基因組的96%，是進行酵母基因組功能分析的有力工具。“分子條形碼” 技術使得可以鑒定任意菌株的表型，從而可以進行單基因或全基因組水平的表型分析。

（2）酵母Tet啟動子誘導基因庫（Yeast Tet-promoters Hughes Collection (yTHC)）

yTHC包括了800種內源啟動子被替換為可誘導啟動子的酵母必需基因，通過在酵母培養(yǎng)基中加入四環(huán)素可以關閉相關基因的表達，從而克服了必需基因表達限制的問題。

（3）酵母親本株（YKO Parental Strains）

親本酵母菌株，用于酵母敲除（YKO）和其他酵母文庫。

 

酵母蛋白相互作用文庫（Protein-Protein Interaction Collections）

（1）酵母蛋白互作組庫（Yeast Protein Interactome Collection）

用于釀酒酵母中進行蛋白質間相互作用 (PPI) 的全基因組體內篩選，可用于檢測任何亞細胞位置蛋白質之間的結構和拓撲關系，高通量分析可篩選數百萬種相互作用。

（2）酵母交叉和捕獲系統（Yeast Cross and Capture System）

由多倫多大學Stagljar實驗室的研究人員創(chuàng)建的酵母交叉捕獲系統,使用6xHis和VSV標記的單倍體酵母菌株, 是一種“誘餌”型MATa菌株分析方法，設計用于檢測蛋白質-蛋白質相互作用。

 

突變菌株和篩選文庫（Mutant Strains and Screening Collections）

（1）酵母插入突變體庫（Yeast Insertional Mutant Collection）

利用轉座子插入突變技術，建立了酵母插入突變株系。酵母插入突變體集包含 3600 多個用于表型分析的基因破壞突變體集合。

（2）酵母合成組蛋白 H3 和 H4 突變體集 （Yeast Synthetic Histone Collection）

由約翰霍普金斯大學的Jef Boeke博士開發(fā), 在釀酒酵母中構成了486個針對組蛋白H3和H4氨基酸替換和缺失的突變文庫，用于研究每個氨基酸對核小體功能的貢獻。

（3）酵母基因組拼接庫（Yeast Genomic Tiling Collection）

酵母基因組拼接庫專為促進過表達表型篩選而設計，其酵母（釀酒酵母）基因組包含在 2 μm 的 LEU2 載體中。質粒插入長度平均約10 kb，包含由內源天然啟動子介導的未標記的表達基因。該克隆集構成了酵母基因組的“最小功能通路”，在物理水平上占酵母基因組長度的97%，在功能水平上占基因組長度的95%。

（4）酵母 DAmP 庫（Yeast DAmP Collection）

酵母DAmP文庫是一個包含了必需基因等位基因受阻的釀酒酵母菌株的集合，表現一定的生長缺陷。使用 mRNA 擾動 (DAmP) 酵母庫降低豐度，使必需酵母基因的 mRNA 水平降低 4-10 倍。用于定量檢測基因相互作用，從而深入揭示通路和復合物的功能。

參考文獻

（1）N. Bharucha et al., Analysis of the Yeast Kinome Reveals a Network of Regulated Protein Localization during Filamentous Growth. Mol. Biol. Cell. 19(7), 2708-2717 (July 2008).

（2）S. Ghaemmaghami et al., Global Analysis of Protein Expression in Yeast. Nature. 425(6959), 737-741 (16 October 2003). [Letters to Nature]

（3）H. Zhu et al., Global analysis of protein activities using proteome chips. Science. 293(5537), 2101–2105 (14 September 2001).

（4）Z. Yan et al., Yeast Barcoders: a chemogenic application of a universal donor-strain collection carrying bar-code identifiers. Nature Methods. 5(8), 719-725 (August 2008).

（5）J. Ma et al., Localization of autophagy-related proteins in yeast using a versatile plasmid-based resource of fluorescent protein fusions. Autophagy. 4(6), 792-800 (August 2008).

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