背景資料

長久以來，酵母菌即被用作模式系統研究真核生物的細胞功能。酵母菌特有的生活史可供分離重要細胞功能缺失的酵母菌突變株。再結合分子生物技術可供進一步研究細胞蛋白在細胞內之分子運作機制。 1996 年酵母菌基因體序列定序完成，此乃第一個真核生物完成定序工作的。 進而對數千個未知功能的虛擬讀框進行大規模的功能探討－此即功能基因體學的開展。酵母菌系統也可被用作跨種研究未知功能蛋白之工具。如利用酵母菌遺傳系統與相關的酵母菌突變株也可研究與酵母菌基因有相關之未知功能的人類基因或人類蛋白結合圖譜。

設立緣由

利用功能基因體學研究酵母菌基因功能有雙重意義：一是嘗試大規模的研究基因體內所有已知或未知基因的功能；另一則是嘗試以整體的概念去研究基因的功能，如在不同的生理狀況下單一基因與基因體之所有基因的所有可能交互作用。 這些研究可提供以後人類基因定序完成後如何研究大量未知基因的功能的基本模式。在人類基因定序工作即將完成前，應預先準備未來定序完成以後另一個全球性的人類功能基因體研究的計畫。

因酵母菌雙雜合系統 (yeast two-hybrid system) 可有效率的篩選結合蛋白，是一個研究基因表現及基因間作用的非常重要的工具。例如酵母菌的各個 RNA splicing 步驟的數個重要成員由此方法建立蛋白結合圖譜將整個 RNA splicing 各個蛋白與已知或未知蛋白結合關係連結成網狀圖。由此可將藉已知蛋白功能將未知蛋白的功能初步定位。基於雙雜合系統是一功能基因體研究的利器，操作容易故成立酵母菌遺傳實驗室協助進行或教導酵母菌雙雜合系統的操作與應用。

因酵母菌亦為真核生物，其基因與人類基因一有功能上的相似性。如此，利用未知人類基因來補償酵母菌突變株之缺失也成為有效率的研究未知功能的人類基因功能及分子機轉的一種方法。鑑於大部分實驗室並無酵母菌突變株遺傳分析的經驗。酵母菌遺傳實驗室可提供酵母菌遺傳分析中四分孢子分離的技術以協助酵母菌遺傳分析。

現有基礎

• 酵母菌雙雜合系統：已設立已人類肝臟 cDNA 基因庫的 Mating 雙雜合系統目前進行肝癌特異基因 -hBIC 之蛋白結合圖譜研究。
• 酵母菌遺傳分析系統：已有基礎型的四分孢子分離系統 (tetrad dissection) 供本實驗室進行酵母菌遺傳分析。

 

  研究目標

• 利用 Two Hybrid Lab 建立 hepatoma specific 基因之 Protein-Linkage Map。
• 利用 Yeast Genetics 來研究與 hepatoma specific 基因及與其相關之 Yeast Gene。

• 協助其他實驗室利用 mating 的方法來進行 yeast two hybrid screening 建立蛋白質結合圖譜。
• 協助執行基本的 yeast genetic manipulation，如 tetrad dissection。

     1. tetrad dissection system

Manufacture：Singer Instruments

Model：Singer MSM system series 200

Quantity：1

Total Cost：2,000,000

 

 

主要功能
分離四分孢子 (tetrad dissection) 以進行 yeast genetic analysis。

設備之必要性
tetrad dissection 是 yeast genetic analysis 很重要的方法。目前台灣有 tetrad dissection apparatus 之實驗室只有兩個，一在中研院，另一個就在陽明。 因本實驗室的設備，當初因經費不足關係因實際需要而勉強架設，極耗費時間及人力，效率不如理想。但近年來，除了實驗室本身研究外，別的實驗室也開始利用 yeast 為素材進行 genetic analysis，  委請我們幫忙的實驗室也愈多。但現有設備不足，可能無法服務外來需求。

設備存放位置
研究大樓 562 室。

• Manufacture：Integra Biosciences
• Model：TECNOMAT line
• Quantity：1
• Total Cost：1,500,000

 

 

主要功能
大量製備 agar plates，供yeast transformation 及yeast two-hybrid screening

設備之必要性
Mating yeast two-hybrid system 分成兩部份，一是將prey library transform 至a cell 中，另一部份是進行two-hybrid screening.  兩者都需要使用大量的plates. 利用此設備將可減少人力浪費於製備plates,而可加速進行實質的two-hybrid screening

設備存放位置
研究大樓562室

本實驗室與榮總周成功老師合作建立肝癌特有基因的 protein linkage map.  現正進行人類MQK1基因的 protein linkage map.另外，本實驗室發現的酵母菌基因 HTL1,YDR303c 也利用 yeast two-hybrid screening 找尋其結合蛋白基因。而 tetrad dissection 是本實驗室例行的 yeast genetic analysis 之項目之一。

與其他計畫之互動

• yeast two-hybrid screening ：對於卓越計畫中有biological interest 之基因將協助yeast two-hybrid screening 找尋其結合基因，以了解此基因之細胞功能。原則上， 進行mating two-hybrid screening bait由個別P.I.提供，Core Lab不做Plasmid Construction。cDNA Library已transform入Yeast Strain。Core Lab將支援Yeast Two-Hybrid Screening挑選Positive Clones。Positive Clones將交給個別之P.I.進行進一步的分析。一次能進行約五個screen,每次需二至三個星期。
• yeast genetic manipulation：若於計畫中需要利用yeast來研究基因之細胞功能，將可協助取得yeast deletion strain (from Yale yeast genome center) 及進行Yeast tetrads dissection
• Support for Educational Program & International Exchange：開關於 yeast model system 課程教基本的 yeast genetic manipulation and molecular application.
• 校內服務
• 提供本實驗室常用的two-hybrid library (DNA or transformed yeast cells) 供yeast two-hybrid screening
• 傳授研究人員two-hybrid screening 之經驗
• 協助yeast tetrad dissection

參與教育訓練計畫

• 細胞生物學︰酵母菌是真核生物，是研究細胞內運作機轉極重要的模式系統。又因其基因體序列已全部完成，目前也利用酵母菌作為研究功能基因體學的模式系統。本實驗室將開設酵母菌模式系統課程，分成講演及文獻討論兩部份，前者教授酵母菌遺傳學，文獻討論則著重於如何利用酵母菌系統於現代生命科學之研究。
• 生物技術︰酵母菌雙雜合系統及其衍生系統，如單雜合系統或三雜合系統等是目前研究蛋白質與蛋白質間結合之重要工具。本實驗室將定期開設課程及workshop供學生及實驗室研究人員修習。

設置背景與緣由

長久以來，酵母菌即被用作模式系統研究真核生物的細胞功能。酵母菌特有的生活史可供分離重要細胞功能缺失的酵母菌突變株。再結合分子生物技術可供進一步研究細胞蛋白在細胞內之分子運作機制。 1996 年酵母菌基因體序列定序完成，此乃第一個真核生物完成定序工作的。 進而對數千個未知功能的虛擬讀框進行大規模的功能探討－此即功能基因體學的開展。酵母菌系統也可被用作跨物種研究未知功能蛋白之工具。如利用酵母菌遺傳系統與相關的酵母菌突變株也可研究與酵母菌基因有相關之未知功能的人類基因或人類蛋白結合圖譜。

利用功能基因體學研究酵母菌基因功能有雙重意義：一是嘗試大規模的研究基因體內所有已知或未知基因的功能_另一則是嘗試以整體的概念去研究基因的功能，如在不同的生理狀況下單一基因與基因體之所有基因的所有可能交互作用。 這些研究可提供以後人類基因定序完成後如何研究大量未知基因的功能的基本模式。在人類基因定序工作即將完成前，應預先準備未來定序完成以後另一個全球性的人類功能基因體 (functional genomics) 研究的計畫。

因酵母菌[雙雜合系統 (yeast two-hybrid system)] 可有效率的篩選結合蛋白，是一個研究基因表現及基因間作用的非常重要的工具。例如酵母菌的各個 RNA splicing 步驟的數個重要成員由此方法建立蛋白結合圖譜將整個 RNA splicing 各個蛋白與已知或未知蛋白結合關係連結成網狀圖。由此可將藉已知蛋白功能將未知蛋白的功能初步定位。基於[雙雜合系統]是一功能基因體研究的利器，操作容易故成立酵母菌遺傳實驗室協助進行及教導[酵母菌雙雜合系統]的操作與應用。

因酵母菌亦為真核生物，其基因與人類基因一有功能上的相似性。如此，利用未知人類基因來補償酵母菌突變株之缺失也成為有效率的研究未知功能的人類基因功能及分子機轉的一種方法。鑑於大部分實驗室並無酵母菌突變株遺傳分析的經驗。酵母菌遺傳實驗室可提供酵母菌遺傳分析中四分孢子分離的技術以協助酵母菌遺傳分析。

• 酵母菌雙雜合系統：已設立人類肝臟 cDNA 基因庫的 Mating 雙雜合系統，目前進行肝癌特異基因 -hMQK 之蛋白結合圖譜研究。
• 酵母菌遺傳分析系統：已有基礎型的四分孢子分離系統 (tetrad dissection) 供本實驗室進行酵母菌遺傳分析。
• 本實驗室曾於 1998 年 7 月 22-24 日承辦國家衛生研究院 【酵母菌系統研討課程】，國內各單位研究人員兩百多人報名參加，成果良好。未來將可納入教育訓練計畫中，繼續於國內協助推廣此一技術之應用。

規劃及特色

  儀器：tetrad dissection system

Manufacture：Singer Instruments
Model：Singer MSM system series 200

  空間
   研究大樓562室

  人員
   助理一名
 

申請服務須知

  I. Yeast Two-Hybrid Screening

• 提供 pre-transformed yeast two-hybrid library (10⁹ cells/ml from 10⁶ transformants) in Y187 cells，申請人自行利用 mating 方法進行 yeast two-hybrid screening。
• Pretransformed library：目前可提供 human adult liver library。 human fetal liver library 將可提供 human fetal brain library 及 Drosophila 0-3 hr cDNA library (廖國楨老師提供)。若使用人因個人需要，自行提供 library 予本實驗室製備Y187 pre-transformed library，則請準備約 300μl  purified DNA，並附上 library 的資料 (如 colony numbers， vectors，size of cDNA et al. 及來源)，本實驗室會 transform 至 Y187 cells，製成 pre-transformed library 供大家使用。收費比照一般 library，唯提供者免費。
• 本實驗室為核心實驗室，所保存的 libraries 應是每一位研究人員都可使用的材料。個人提供之 library 必須是可公開的 library，而非僅為提供者個人所使用的 library。否則本實驗室不提供此項服務。

II. Yeast Tetrad Dissection or Sigle Cell Dissection:

• tetrad dissection：申請人提供 yeast strain 在 sporulation medium 上。（本實驗室可提供 yeast sporulation protocol）。
• single cell dissection：申請人提供 yeast strain 在 YPD medium 上。（本實驗室可提供 protocol）。
• 每一 yeast strain 提供十組 tetrad dissection，或 五十個 sigle cell dissection，操作所需時間約為 一至三天。
• 若需本實驗室進行服務項目以外之協助，如 strain analysis，則視實驗室時間人力以合作方式進行，本實驗室不提供全程  yeast two-hybrid screening，將定期開課及舉行 workshop，協助申請人建立 two-hybrid screening 技術。（詳見技術訓練及推廣活動）

III. 負責教授及連絡人

鄭明媛 (02-28267000 Ext. 7045)
職務代理人︰林敬哲 (02-28267000 Ext.7258)

V. 技術訓練及推廣活動

• 酵母菌模式系統課程︰酵母菌是真核生物，是研究細胞內運作機轉極重要的模式系統。又因其基因體序列已全部完成，目前也利用酵母菌作為研究功能基因體學的模式系統。因此模式系統自一九四_年代開始發展起，隨著生物技術的演進，不斷在改進，整合遺傳，分子生物，細胞生物及生化而今又加上基因體研究，已經成為一個研究生命科學重要課題及功能基因體研究的利器。本實驗室已開設酵母菌模式系統課程，分成講演及文獻討論兩部份，前者教授酵母菌遺傳學及如何利用酵母菌系統研究重要生命科學課題及功能基因體研究，文獻討論則著重於如何利用酵母菌系統於現代生命科學之研究。每學年第一學期開設講演課程，第二學期則為文獻討論。
• 生物技術︰酵母菌雙雜合系統及其衍生系統，如單雜合系統或三雜合系統等是目前研究蛋白質與蛋白質間結合之重要工具。本實驗室將定期開設 workshop 供學生及實驗室研究人員修習。初步規劃將於十月底舉辦 Yeast two-hybrid screening (mating method) workshop，為期兩天。.  希望欲使用 pre-transformed library 的研究人員必須參與，核心實驗室不提供逐一 demo 的服務。