酵母轉化簡介

History of Transformation & Transformation in Yeast

酵母是研究真核生物的模型系統，因為它們具有快速生長和細胞分散的特性。

轉化是指將外源 DNA 引入細胞，導致可繼承的改變或基因修飾的過程。¹ 1944年，Avery et al.² 在真菌方面，1978 年首次成功地轉化了芽殖酵母Saccharomyces cerevisiae 的球形體。³

就真菌而言，1978 年首次成功轉化了芽殖酵母的球體 Saccharomyces cerevisiae 。³ 大部分種類的酵母，包括 釀酒酵母，都可以被環境中的外源 DNA 轉化。⁴ 酵母細胞經過酵素處理後，其細胞壁會被降解，產生球形細胞。⁵ 酵母中的 DNA 重組技術已經建立起來，並且有許多不同的載體建構。

在細胞中轉換

。

圖 1. 酵母的轉換示意圖

^4，5 一些常用於酵母細胞轉化的方法是鋰法、電穿孔法、生物法和玻璃珠法。這些方法常用於 S. cerevisiae 但也可用於轉化其他真菌，如酵母菌（e.g、Schizosaccharomycespombe、 Candida albicans 和 Pichiapastoris）和絲狀真菌（e.g、 曲黴菌 種）。

要求

轉換方法包括三個主要步驟：

• 製備有能力的酵母細胞
• 用質粒 DNA 轉換
• 接著培養選擇轉換子。

複習 所需的材料和轉換的詳細方案 。

應用

轉換在分子生物學中被廣泛使用。酵母轉化的一些常見用途如下：

• 酵母轉化株可進一步用於細胞裂解和質粒製備目的。
• 從轉化株獲得的質粒 DNA 可用作 PCR 模板或轉化大腸桿菌。
• 酵母轉化物可用於酵母雙雜交系統，以研究蛋白質-蛋白質或蛋白質-DNA 之間的相互作用。
• 酵母轉化技術也可用於蛋白質和酶的商業製造。
• 為合成和分泌人類蛋白質（如白細胞介素-1β）而設計的酵母表達系統可能在製藥工業中具有巨大的治療潛力。

轉化效率的計算

不同種類的酵母具有不同的效率。⁶ 轉化效率定義為轉化反應中每 µg 上卷質粒 DNA 產生的轉化子數量。⁷ 大部分的轉換方案都是針對麵包酵母 S. cerevisiae  而開發的，對於其他物種可能並不理想。

轉化效率公式：
平板上的菌落數	×1000 ng/µg
鍍上 DNA 的數量 (ng)

影響效率的因素

影響酵母轉化效率的一些因素如下：

• DNA大小
• 質粒
• DNA形式
• 細胞基因型
• 細胞生長
• 轉換類型

參考資料

1. Hinnen A, Hicks JB, Fink GR. 1978. Transformation of yeast.. Proceedings of the National Academy of Sciences. 75(4):1929-1933. https://doi.org/10.1073/pnas.75.4.1929

2. Griffith F. 1928. The Significance of Pneumococcal Types. J. Hyg.. 27(2):113-159. https://doi.org/10.1017/s0022172400031879

3. Avery OT, MacLeod CM, McCarty M. 1995. Studies on the Chemical Nature of the Substance Inducing Transformation of Pneumococcal Types. Mol Med. 1(4):344-365. https://doi.org/10.1007/bf03401572

4. Ito H, Fukuda Y, Murata K, Kimura A. 1983. Transformation of intact yeast cells treated with alkali cations.. 153(1):163-168. https://doi.org/10.1128/jb.153.1.163-168.1983

5. Johnston S, Anziano P, Shark K, Sanford J, Butow R. 1988. Mitochondrial transformation in yeast by bombardment with microprojectiles. Science. 240(4858):1538-1541. https://doi.org/10.1126/science.2836954

6. Dohmen RJ, Strasser AWM, Höner CB, Hollenberg CP. 1991. An efficient transformation procedure enabling long-term storage of competent cells of various yeast genera. Yeast. 7(7):691-692. https://doi.org/10.1002/yea.320070704

7. HAYAMA Y, FUKUDA Y, KAWAI S, HASHIMOTO W, MURATA K. 2002. Extremely Simple, Rapid, and Highly Efficient Transformation Method for the Yeast Saccharomyces cerevisiae Using Glutathione and Early Log Phase Cells. J. BIOSCI. BIOENG.. 94(2):166-171. https://doi.org/10.1263/jbb.94.166