A quick and reliable method for genome-wide host factor screening of Saccharomyces cerevisiae killer toxins

Abstract

Numerous yeasts produce toxic compounds to fight the competitors. Such compounds include small molecules (like antibiotics), antibiotic peptides, and also larger proteins, including killer toxins. Their ability to affect the cell depends on the host factors modulating the killing activity. Here we describe a robotics-based method to advance the genome-wide screening for the host factors affecting sensitivity of budding yeast to the killer toxins using the K2 system as the model. We demonstrate that arraying the mutant library on the agar plates containing the K2 killer toxin-producing strain and/or purified toxin (“survival” assay) increases the sensitivity and speed of the screen and decreases the costs compared to the traditional “killer” assay. We show the applicability of a new screening method of searching for the host factors using a killer strain isolated from agricultural plant environment. In addition, the “survival” assay allows identification of previously undetected factors that could be the “missing links” in the pathways of toxin-induced cellular responses.

Daugelis mielių rūšių gamina toksinus, skirtus kovai su konkurentais. Tokios medžiagos gali būti mažos molekulės (antibiotikai), peptidai ir didesni baltymai – žudantys toksinai. Jų poveikis ląstelei priklauso nuo šeimininko veiksnių, moduliuojančių žudymo lygį. Mes aprašėme roboto panaudojimu pagrįstą metodą, pagerinantį šeimininko veiksnių atranką iš S. cerevisiae mielių genomo, kai modeliu buvo pasirinktas K2 toksinas. Nustatyta, kad kamienų iš mielių mutantų bibliotekos auginimas ant agaro lėkštelių su K2 toksiną išskiriančiu kamienu ir / arba išgrynintu toksinu („išgyvenimo“ metodas) padidina atrankos greitį ir jautrumą bei sumažina savikainą, palyginti su tradiciniu „žudymo“ metodu. Pademonstruotas naujo patikros metodo pritaikymas šeimininko koduojamų veiksnių paieškai naudojant iš žemės ūkio augalų aplinkos išskirtą žudantį mielių kamieną. „Išgyvenimo“ metodas taip pat leidžia nustatyti anksčiau neišskirtus veiksnius, kurie gali būti toksino indukuoto ląstelės atsako „trūkstamos grandys“.