合成遺伝子アレイ解析（SGA）は、合成致死性および合成病的遺伝子相互作用（SSL）を探索するためのハイスループット技術です。 [ 1 ] SGAは、組換え遺伝子技術、交配、および選択ステップの組み合わせを使用して、二重変異体を体系的に構築することを可能にします。SGAの方法論を使用すると、クエリ遺伝子欠失変異体を全ゲノム欠失セットと交配して、 SSL相互作用を特定し、クエリ遺伝子と相互作用する遺伝子の機能情報を得ることができます。約130個のクエリ遺伝子を酵母の約5000個の生存可能な欠失変異体のセットと交配した大規模なSGAの適用により、約1000個の遺伝子と約4000個のSSL相互作用を含む遺伝子ネットワークが明らかになりました。[ 2 ]この研究の結果は、類似した機能を持つ遺伝子は互いに相互作用する傾向があり、類似した遺伝子相互作用パターンを持つ遺伝子は、同じ経路または複合体で機能する傾向のある産物をコードすることが多いことを示しました。合成遺伝子アレイ解析は、当初モデル生物S. cerevisiaeを使用して開発されました。この方法はその後、 S. cerevisiaeゲノムの 30% をカバーするように拡張されました。[ 3 ]その後、 S.pombe [ 4 ] [ 5 ]および E. coli [ 6 ] [ 7 ]での SGA 解析を可能にする方法論が開発されました。
合成致死相互作用を示す配列酵母。合成致死相互作用とは、増殖が抑制される、あるいは全く増殖しないコロニーのペアのことである。背景
合成遺伝子アレイ解析は、2001年にTongら[ 1 ]によって最初に開発され、それ以来、幅広い生物医学分野で活動する多くのグループによって使用されてきました。SGAは、酵母ゲノム欠失プロジェクトによって作成された全ゲノム酵母ノックアウトセットを利用します。[ 8 ]
手順
合成遺伝子アレイ解析は、一般的にペトリ皿上のコロニーアレイを標準密度（96、384、768、1536）で用いて実施されます。S.cerevisiae で SGA 解析を行うには、クエリ遺伝子の欠失を、酵母ゲノムのすべての生存可能なノックアウトORFを含む欠失変異体アレイ（DMA）（現在 4786 株）と系統的に交配します。 [ 9 ] 得られた二倍体は、窒素を減らした培地に移して胞子形成させます。一倍体の子孫は、一連の選択プレーティングとインキュベーションを経て、二重変異体を選択します。二重変異体は、得られたコロニーのサイズを評価することにより、目視または画像ソフトウェアを使用して SSL 相互作用についてスクリーニングされます。
SGA分析中に酵母コロニーを複製する際、ROTOR+高密度アレイリング固定ロボット（シンガー・インスツルメンツ社製）を使用する。ロボット工学
SGA解析では多数の精密な複製ステップが必要となるため、コロニー操作にはロボットが広く用いられています。SGA解析専用に設計されたシステムもいくつかあり、これらを用いることでクエリ遺伝子の解析時間を大幅に短縮できます。これらのシステムは一般的に、細胞をプレート間で移動させるためのピンを備えており、中には使い捨てのピンパッドを用いて洗浄工程を省略するシステムもあります。コンピュータープログラムを用いることで、プレート画像からコロニーサイズを解析し、SGAスコアリングと化学遺伝学的プロファイリングを自動化することが可能です。
酵母を用いた高含量ゲノムワイド遺伝子スクリーニングシステムの実現手順（SGAロードマップ）
主な構成要素は6つあります。
- ミュータントコレクション
- 変異体を扱うための材料と道具
- 画像解析システム
- 自動定量化およびスコアリングシステム
- 確認アプローチ
- データ分析ツール
参考文献
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- ↑ 「酵母ノックアウト株」。Open Biosystems。 2011年11月19日にオリジナルからアーカイブされました。
