Le développement et les améliorations progressives du système bi-hybride de levure (Y2H) depuis le début des années 90 ont révolutionné la façon dont les interactions protéiques pouvaient être détectées1.
La levure bi-hybride est basée sur la reconstitution d’un facteur de transcription fonctionnel (TF) lorsque deux protéines ou polypeptides d’intérêt interagissent. Cela se produit dans des souches de levure génétiquement modifiées, dans lesquelles la transcription d’un gène rapporteur conduit à un phénotype spécifique, généralement une croissance sur un milieu sélectif ou une modification de la couleur des colonies de levure. Les gènes rapporteurs les plus populaires sont HIS3 pour sélectionner la levure sur un milieu dépourvu d’histidine, et LacZ pour cribler la levure dans un test colorimétrique.
Les détails techniques d’un dosage à deux Hybrides de levure sont décrits dans le dessin ci-dessous.
Deux fusions ( » hybrides « ) sont construites entre chaque protéine d’intérêt et soit le Domaine de Liaison à l’ADN (DBD), soit le Domaine d’Activation (AD) de la TF. La protéine fusionnée à la DBD est appelée « appât » et la protéine fusionnée à la AD est la « proie ».
Lors de l’interaction entre l’appât et la proie, la DBD et la AD sont amenées à proximité et une TF fonctionnelle est reconstituée en amont du gène rapporteur. Les fusions les plus populaires utilisent le DBD et l’AD de la levure TF Gal4. La protéine bactérienne LexA est également fréquemment utilisée comme DBD en association avec Gal4 AD.
En tant que technique génétique, un tamis à deux hybrides de levure offre un moyen sensible et rentable de tester l’interaction directe entre deux protéines ciblées, ou d’utiliser sa protéine préférée comme appât pour filtrer des banques de fragments de protéines préparés à partir des types cellulaires, des tissus ou des organismes entiers souhaités. L’identité des partenaires en interaction est ensuite obtenue par séquençage des plasmides correspondants dans les colonies de levures sélectionnées. Des collections de protéines complètes (« ORFéomes ») deviennent également disponibles pour plusieurs espèces, mais elles ne couvrent pas encore l’ensemble du protéome.
Le système à deux hybrides de levure a été rapidement adopté par la communauté scientifique et des criblages dans diverses espèces et domaines de recherche ont déjà donné lieu à des dizaines de milliers de publications. Il reste la méthode de choix lorsqu’il s’agit de découvrir de nouvelles interactions protéiques, comme en témoigne la littérature récemment publiée.
Des variations de Y2H ont été développées pour effectuer des criblages en présence d’un co-facteur, ou d’une enzyme nécessaire à une modification post-traductionnelle donnée des partenaires protéines2.
D’autres versions permettent de cribler les protéines membranaires intégrales3 et la technique a été adaptée pour détecter les interactions protéine-protéine dans les cellules de mammales4. Enfin, des protocoles n-hybrides de levure ont également été conçus pour détecter de nouvelles interactions ADN-protéine5, ARN-protéine6 et petites molécules-protéines7.
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1. Fields, S. et Song, O. Un nouveau système génétique pour détecter les interactions protéine-protéine (1989) Nature 340, 245-246
2. Naba, A., Reverdy, C., Louvard, D. et Arpin, M. Le recrutement spatial et l’activation de la kinase de Fes par l’ezrine favorisent la diffusion cellulaire induite par l’HGF (2008) EMBO J. 27(1), 38-50
3. Stagljar, I., Korostensky, C., Johnsson, N. et te Heesen, S. Un système génétique basé sur l’ubiquitine divisée pour l’analyse des interactions entre les protéines membranaires in vivo (1998) PNAS 95(9), 5187-5192
4. Eyckerman, S., Verhee, A., der Heyden, J.V., Lemmens, I., Ostade, X.V., Vandekerckhove, J. et Tavernier, J. Design and application of a cytokine-receptor-based interaction trap (2001) Nat Cell Biol. 3(12), 1114-1119
5. Li, J.J. et Herskowitz, I. Isolement de l’ORC6, un composant du complexe de reconnaissance de l’origine de la levure par un système hybride unique (1993) Science 262(5141), 1870-1874
6. L’étude de cas a été réalisée en 1999. Un système tri-hybride pour l’analyse et la détection des interactions ARN-protéines (1996) Acides nucléiques Res 24, 4838-4840
7. Licitra, E.J. et Liu, J.O. Un système à trois hybrides pour détecter les interactions de récepteurs de petites protéines ligand-
(1996) PNAS 93 (23), 12817-12821