message dialog and js
[sgn.git] / mason / secretom / detail / functional_screens.mas
blob2c07522cc176969ea6253bb3e1ae187578511729
1 <& /page/page_title.mas, title => 'Functional Screens to Identify Secreted Proteins' &>
3 <div class="page_introduction">
4   <p>
5   We have been developing and applying functional screens to identify
6   genes encoding secreted proteins. The genes are identified based on
7   the ultimate localization of the encoded protein, utilizing protein
8   markers whose activities confirm targeting to the cell surface.
9   </p>
10 </div>
12 <&| /page/info_section.mas, title => 'Yeast Secretion Trap (YST) Screen' &>
14   <div style="width: 330px; margin: 0; margin-right: 2em; float: left" class="captioned_image caption_right">
16     <img src="/documents/img/secretom/YST_control_170.jpg" />
18     <p>
19     Sucrose plate with no yeast colonies growing (negative control).
20     </p>
22   </div>
24   <p>
25   The YST screen can be used to test a specific cDNA of interest, or to
26   screen a cDNA library.  The screen uses invertase, an enzyme that
27   hydrolyzes sucrose to generate glucose and fructose, as a reporter
28   gene/protein and yeast (<span class="species_binomial">S. cerevisiae</span>)
29   as a host. If yeast cells are streaked onto plates containing sucrose
30   as the sole carbon source, they must secrete invertase to break down
31   the sucrose in order to grow, and so an invertase-deficient yeast
32   mutant will be unable to grow.
33   </p>
36   <div style="width: 330px; margin: 0; margin-right: 2em; float: left" class="captioned_image caption_right">
38     <img src="/documents/img/secretom/YST_transformed_170.jpg" />
40     <p>
41     Sucrose plate showing yeast colonies transformed with the YST vector library.
42     </p>
44   </div>
47   <p>
49   This system can also identify plasma membrane (PM)-spanning or
50   PM-anchored proteins if the orientation of the fusion protein is such
51   that the invertase component is external to the cell. The resulting
52   yeast transformants can then be isolated and the plasmids containing
53   the heterologous transgenes sequenced, allowing identification of the
54   secreted protein. We typically also confirm the localization of
55   candidates of interest by transient expression as GFP fusion proteins
56   in onion epidermal cells, coupled with staining using the FM-64 dye to
57   co-stain for the plasma membrane,
59   </p>
61 </&>
63 <&| /page/info_section.mas, title => 'Necrosis Inducing Protein (NIP) Secretion Trap Screen' &>
65   <div style="width: 350px; float: right; margin: 0 0 10px 20px;" class="captioned_image caption_left">
67     <img src="/documents/img/secretom/N_benth_NIP_x210.jpg" />
69     <p style="text-align: left">
70     A <span class="species_binomial">Nicotiana benthamiana</span> leaf
71     showing regions of HR indicating the presence of a secreted
72     protein fused to NIP.
73     </p>
75   </div>
77   <p>
78   We have also developed a new technique termed the NIP secretion trap
79   screen. Briefly, this involves ligating cDNAs in frame at the 5&rsquo;
80   end of the DNA sequence encoding a gene termed necrosis-inducing
81   protein (NIP) that has been truncated to remove the native secretory
82   signal peptide. NIP was identified from the oomycete Phytophthora
83   sojae, as a protein that induces a hypersensitive response (HR),
84   resulting in cell death, in leaves of some plants when present in the
85   apoplast. It does not cause HR when expressed in the plant
86   cytosol. Constructs containing individual cDNA::Nip fusions are
87   transformed into <span class="species_binomial">Agrobacterium
88   tumefaciens</span>, which is then infiltrated into the apoplastic
89   compartment of Nicotiana benthamiana leaves. Any proteins encoding SPs
90   will be secreted from infected plant cells as NIP fusion proteins,
91   causing a readily detectable HR.
92   </p>
94   <p>
95   The Nip fusion assay is a convenient and rapid means to confirm
96   secretion of proteins in planta and complements the YST screen.
97   </p>
99 </&>
101 <&| /page/info_section.mas, title => 'Objectives', is_subsection => 0 &>
103   <div style="width: 230px; margin: 0 0 10px 20px; float: right" class="captioned_image">
105     <img src="/documents/img/secretom/onion_cyto_secreted_200.jpg" />
107     <p style="text-align: left">
108     A cytoplasmic protein (green) and a secreted protein (red) in
109     plasmolyzed onion cells. Scale bar represents 50 microns.
110     </p>
112   </div>
114   <ul>
115     <li>
116     Screen a range of tomato tissues for genes encoding secreted
117     proteins, focusing particularly on fruit development and leaves at
118     various stages of infections with <span class="species_binomial">
119     Phytopthora infestans</span>.
120     </li>
121     <li>
122     Annotate the corresponding genes and confirm their localization in
123     the cell wall by transient expression as fluorescent fusion proteins
124     in onion epidermal cells.
125     </li>
126     <li>
127     Further examine the localization and trafficking pathways of
128     candidates that show unexpected localization in the apoplast.
129     </li>
130   </ul>
134   <p>
135   To date we have identified both known cell wall localized proteins as
136   well as a number of proteins whose presence in the apoplast is
137   unexpected, based on functional annotation, or the absence of a
138   predicted secretory signal peptide, suggesting alternative
139   non-canonical secretion pathways, as have describe in yeast and
140   mammalian cells. We have also identified several proteins that show
141   dual localization in the wall an intracellular compartments, and we
142   are now characterizing some of the complexity in the secretory
143   pathway.
144   </p>
146 </&>
148 <&| /secretom/section_templates/data_items.mas &>
149 - text: "Tomato (cv. Ailsa Craig) fruit (multiple growth and ripening stages): YST clones"
150   ref: /download/data/secretom/Functional_screens/Tomato_fruit_YST_clones.xlsx
151 - text: "Tomato (cv. Ailsa Craig) leaves infected with Phytophthora infestans: YST clones"
152   ref: /download/data/secretom/Functional_screens/Tomato_and_Pinfestans_YST_clones.xls
153 </&>
155 <&| /secretom/section_templates/publications.mas &>
157 Lee, S.J. and Rose, J.K.C. (2012) A yeast secretion trap assay for identification of secreted proteins from eukaryotic phytopathogens and their plant hosts. Methods in Molecular Biology 835:519-30.
159 Lee, S.-J. and Rose, J.K.C. (2011) Characterization of the plant cell wall proteome using high throughput screens. In The Plant Cell Wall. Methods and Protocols. Methods in Molecular Biology. 715: 255-272.
161 Yeom, S.-I., Baek, H.-K., Oh, S.-K., Kang, W.-H., Lee, S.-J., Lee, J.M., Seo, E., Rose, J.K.C., Kim, B.-D. and Choi, D. (2011) Title: Use of a secretion trap screen in pepper following Phytophthora capsici infection reveals novel functions of secreted plant proteins in modulating cell death. Molecular Plant Microbe Interactions 24: 671-684.
163 McCann, M.C. and Rose, J.K.C. (2010) Blueprints for building plant cell walls. Plant Physiology 153: 365.
165 Rose, J.K.C. and Lee, S.-J. (2010) Straying off the highway: trafficking of secreted plant proteins and complexity in the plant cell wall proteome. Plant Physiology 153: 433-436.
167 Mueller, L.A. et al. (2009) A snapshot of the emerging tomato genome sequence. The Plant Genome 2:  78-92.
169 Tyler, B.M. et al. (2006) Phytophthora genome sequences uncover evolutionary origins and mechanisms of pathogenesis. Science 313: 1261-1266.
171 Isaacson, T., Saravanan, R.S., He, Y., Damasceno, C.M.B., Catal&agrave;, C., Saladi&eacute;, M. and Rose, J.K.C. (2006) Sample extraction techniques for enhanced proteomic analysis of plant tissues.  Nature Protocols 1: 769-774.
173 Lee, S.-J. Kelley, B., Damasceno, C.M.B., St. John, B., Kim, B.-S. Kim, B.-D. and Rose, J.K.C. (2006) A functional screen to characterize the secretomes of eukaryotic phytopathogens and their hosts in planta.  Molecular Plant Microbe Interactions 12: 1368-1377.
175 Lee, S.J., Kim, B.-D. and Rose, J.K.C. (2006) Identification of eukaryotic secreted and cell surface proteins using the yeast secretion trap screen. Nature Protocols 1: 2439-2447.
176 </&>