Scalabile High Throughput Selection Da sintetici Biblioteche Antibody fagi-visualizzato
Summary
Un metodo è descritto con accompagnamento visivo per lo svolgimento scalabili, selezioni elevati di throughput da combinatorie librerie di anticorpi sintetici fagi-mostrato contro centinaia di antigeni contemporaneamente. Usando questo approccio parallelo, abbiamo isolato frammenti anticorpali che presentano elevata affinità e specificità per diversi antigeni che sono funzionali in immunodosaggi standard.
Abstract
La richiesta di anticorpi che soddisfano le esigenze di applicazioni sia di ricerca di base e clinica è alta e aumenterà notevolmente in futuro. Tuttavia, è evidente che le tecnologie tradizionali monoclonali non sono soli fino a questo compito. Questo ha portato allo sviluppo di metodi alternativi per soddisfare la domanda di alta qualità e reagenti di affinità rinnovabili a tutti gli elementi accessibili del proteoma. A questo fine, i metodi high throughput per condurre le selezioni da librerie di anticorpi sintetici fagi-visualizzati sono stati ideati per applicazioni con diversi antigeni e ottimizzato per la velocità rapida e di successo. Qui, un protocollo è descritto in dettaglio che illustra con video dimostrativo la selezione parallela di cloni Fab-fago da librerie alte diversità contro centinaia di obiettivi utilizzando sia un gestore di liquido 96 canali manuale o sistema robotico automatizzato. Usando questo protocollo, un singolo utente può generare centinaia di antigeni,selezionare anticorpi a loro in parallelo e validare vincolante entro 6-8 settimane di anticorpi. Evidenziate sono: i) un formato antigene praticabile, ii) caratterizzazione dell'antigene preselezione, iii) passaggi critici che influenzano la scelta di specifiche e di alta cloni affinità, e iv) modi di efficacia selezione monitoraggio e tempestivamente clone anticorpo caratterizzazione. Con questo approccio, abbiamo ottenuto i frammenti di anticorpi sintetici (FAB) a molte classi di destinazione, tra cui i recettori single-pass di membrana, ormoni proteici secreti, e multi-dominio proteine intracellulari. Questi frammenti sono facilmente convertiti in anticorpi full-length e sono stati convalidati per esibire elevata affinità e specificità. Inoltre, essi hanno dimostrato di essere funzionale in una varietà di immunodosaggi standard, tra cui Western blotting, ELISA, immunofluorescenza cellulari, immunoprecipitazione e saggi relativi. Questa metodologia accelerare la scoperta di anticorpi e infine ci avvicinano a realizzare l'obiettivo of generazione rinnovabili, anticorpi di alta qualità al proteoma.
Introduction
Con l'inizio dell'età post-genomica, la disponibilità dei reagenti vincolanti alta qualità per caratterizzare e modulare proteine è essenziale per aprire nuove ricerche e vie terapeutiche. Anticorpi continuano ad essere fondamentale per entrambi i ricercatori accademici e industriali come la ricerca di base e gli strumenti diagnostici e potenziali terapie. Non sorprende, c'è stata una crescita impressionante di imprese di sviluppo di anticorpi contratto, la maggior parte dei quali si basano su tecnologie ibridomi convenzionali per generare anticorpi personalizzati. Tuttavia, la selezione in vitro utilizzando le librerie di anticorpi fagi-visualizzato sta diventando una potente tecnologia alternativa in grado di offrire vantaggi unici e di successo in cui le tecnologie convenzionali possono affrontare limitazioni 1, 2.
Alla luce della forte domanda per gli anticorpi di alta qualità come strumenti di ricerca, due sfide principali per la generazione di anticorpi rinnovabili sono: 1) la velocità di selezione e 2) av antigenevata disponibilità. Un certo numero di gruppi hanno ora descritto in gasdotti di selezione in vitro volti ad aumentare la produttività e il tasso di individuazione di anticorpi. Queste descrizioni particolare una varietà di approcci vitali che includono la selezione su o full-length obiettivi 3,4, o strutturalmente domini 5,6,7 correlato, utilizzando 6,8 o piatto a base di 3,4 schemi antigene immobilizzazione basati bead-. Inoltre, la crescente adozione di tecnologie di sintesi del gene 9 ha generazione sistematica antigene, in particolare di domini isolati, ragionevolmente conveniente e può potenzialmente alleviare la difficoltà di ottenere quantità sufficienti di purificato, antigeni full-length. Utilizzando le due tecnologie in tandem, una pipeline autonomo e generazione antigene scalabile e selezione anticorpo è stato ideato che consente l'isolamento parallelo di anticorpi per grandi insiemi di domini antigeni espressi e facilitare lo sviluppo di reagenti per characterizing intere classi di proteine strutturalmente o funzionalmente collegate.
Verso questo obiettivo, una pipeline integrata che è stato sviluppato coppie in silico individuazione di domini antigene esprimibili, sintesi genica, espressione batterico high-throughput di antigeni e anticorpi selezioni scalabili fagi-visualizzato. Questo gasdotto richiede solo infrastrutture di base a disposizione la maggior parte dei laboratori di scienze della vita (comprese le biblioteche di anticorpi che sono sempre disponibili tramite licenza o trasferimento di materiale accordo), ma è anche suscettibile di automazione per l'utilizzo su scala industriale. Utilizzando questo protocollo, è possibile generare centinaia di domini antigene-tag di affinità e di routine isolare altamente specifici frammenti anticorpali a molti di questi antigeni.
Tecnologia di visualizzazione dei fagi ha dimostrato la compatibilità dimostrata con una vasta gamma di formati di reagenti affinità ricombinanti tra cui Fab, scFv, e domini autonomi Fv ecrescente schiera di piccoli 'quadri alternativi "(progettati proteine ankyrin ripetizione (DARPINS), fibronectina (FN), domini lipocalina e più 10). La discussione è limitata in questo esempio per l'isolamento di frammenti anticorpali Fab, anche se si presume questi metodi possono essere adattati ad altri tipi di librerie. Grazie a questa tecnologia, Fabs con bassa affinità nanomolare piccolo, tagged domini proteici compresi settori fattore di trascrizione, i domini SH2,-RNA binding proteine e altri sono stati selezionati con successo, molti dei quali legano la proteina full-length e sono funzionali in test immunologici quali immunofluorescenza , immunoprecipitazione ed immunoistochimica. È importante sottolineare che, cloni vincolanti ricombinanti sono completamente rinnovabili e possono essere rigenerati dalla espressione costruisce attraverso un'offerta produzione batterica maggiore coerenza, riproducibilità ed economicità, giustificando così la spesa di convalida clone rigorosa.
In questo protOcol e video di accompagnamento, sono dimostrati metodi di base per la selezione di anticorpi da librerie fagiche-visualizzato utilizzando domini antigene immobilizzati. Questo particolare metodo utilizza i domini di proteine GST-tagged immobilizzati per adsorbimento passivo in micropiastra, anche se altri tag 11,12,13 e formati di selezione 13,14,2 sono stati utilizzati con successo. Considerazioni critiche per l'impostazione e lo svolgimento delle selezioni con monitoraggio parallelo di parametri di selezione volti a identificare e isolare anticorpi monoclonali specificamente arricchiti per la convalida sono dettagliati.
Protocol
Representative Results
Discussion
Nel condurre nelle selezioni di anticorpi in vitro, i due fattori determinanti principali di successo di selezione sono: 1) l'isolamento di obiettivi antigeniche ben piegati, per la selezione su e 2) la disponibilità di una libreria di anticorpi diversità funzionale. In molti casi, la disponibilità di quantità sufficienti di ben piegata, proteina intera può essere limitante. Un approccio per superare questa limitazione è quello di utilizzare i domini individuati dall'analisi bioinformatic…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Vorremmo riconoscere il Fondo comune NIH – proteine reagenti acquisire il programma per finanziare lo sviluppo della selezione e caratterizzazione di anticorpi ricombinanti gasdotto anticorpo Network e la Fondazione canadese per l'innovazione per l'acquisto il finanziamento della piattaforma di selezione robotica.
Materials
| MATERIALS | |||
| Name | Company | Catalog Number | |
| New Brunswick Innova44 stackable incubator shaker | Eppendorf | M1282-0004 | |
| Liquidator 96 channel manual benchtop pipetting system | Anachem Ltd | LIQ-96-200 | |
| Microplate shaker | VWR | 12620-926 | |
| ThermoScientific Sorvall ST-40 benchtop centrifuge | Thermo Product | 75004525 | |
| ELx405 Select Deep Well Microplate Washer | Biotek | ELX405USD | |
| Custom High Throughput Automated Phage Selection Robot | S&P Robotics | ||
| Plastic conical Falcon tube: 50 mL | VWR | 21008-178 | |
| Plastic conical Falcon tube: 15 mL | VWR | 89039-668 | |
| Axygen 1.7 mL microcentrifuge tubes | Corning | MCT-175-L-C | |
| 96-well/384-well Maxisorp plate | Sigma | M9410-1CS | |
| Corning 96-well V-bottom deep-well block | Corning | 3960 | |
| Axygen Mini-tube 96-well sterile microplate blue box | Corning | AXY-MTS-06-C-R-S | |
| Breathable adhesive plate sealing film | VWR | 60941-084 | |
| REAGENTS | |||
| Name | Company | Catalog Number | |
| polyethylene glycol | Bioshop | PEG800.1 | |
| yeast extract | Bioshop | YEX401.1 | |
| bio-tryptone | Bioshop | TRP402.1 | |
| N-Z amine | Sigma | C7290 | |
| glucose | Sigma | G8270-1KG | |
| lactose | Bioshop | LAC234 | |
| glycerol | Bioshop | GLY001.500 | |
| carbenicillin | Bioshop | CAR544.10 | |
| kanamycin | Bioshop | KAN201.25 | |
| tetracycline | Bioshop | TET701.25 | |
| Tween 20 | Bioshop | TWN510.500 | |
| monobasic potassium phophate | Bioshop | PPM302.1 | |
| dibasic sodium phosphate | Anachemia | 84486-440 | |
| sodium chloride | Bioshop | SOD001.10 | |
| potassium chloride | Bioshop | POC308.1 | |
| calcium chloride | Bioshop | CCL302.500 | |
| magnesium sulphate | EMD | MX0070-1 | |
| magnesium chloride | Bioshop | MAG510.500 | |
| NH4Cl | Amresco | 0621-1KG | |
| Na2SO4 | Bioshop | SOS513.500 | |
| agar | Bioshop | AGR001.500 | |
| SybrSafe DNA gel stain | Invitrogen | S33102 | |
| phosphoric acid | Acros Organics | 201140010 | |
| lysozyme | Bioshop | LYS702.25 | |
| benzonase | Novagen | 71205 | |
| Triton X-100 | Bioshop | TRX506.500 | |
| protease inhibitor cocktail tablets | Roche | 11 836 170 001 | |
| Ni-NTA resin | Qiagen | 1018240 | |
| 1000x helper phage (M13K07) stock (1013 phage per mL) | NEB | N0315S | |
| HRP conjugated M13-specific antibody (anti-M13-HRP). | GE Healthcare | 27-9241-01 | |
| TMB substrate: mix equal volumes of TMB and H2O2 peroxidase substrate | KPL | 50-76-00 | |
| dNTPs | Biobasic | DD0056 | |
| Taq polymerase | Genscript | E00007 | |
| Exonuclease | GE Healthcare | EZ0073X-EZ | |
| Shrimp alkaline phosphatase | GE Healthcare | E70092Z-EZ | |
References
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