锐谈 | NC:一个可自动调节控制拷贝数的质粒
- 分类:新闻动态
- 作者:M
- 来源:
- 发布时间:2023-02-03 09:19
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锐谈 | NC:一个可自动调节控制拷贝数的质粒
【概要描述】外部控制基因表达的能力已经改变了所有生物研究领域的范式,尤其是合成生物学。这种控制通常发生在转录和翻译水平上,而能够在DNA拷贝水平上进行控制的技术受到以下限制:
1)依赖于少数具有固定和任意拷贝数的质粒;
2)需要多个质粒进行复制控制;
3)仅限于特殊菌株。
为了克服这些限制,研究者提出了TULIP(TUnable Ligand Inducible Plasmid): 一种具有可诱导拷贝数控制功能的独立质粒,目的是在各种常用于克隆、蛋白质表达和代谢工程的大肠杆菌菌株之间实现可移植。
这项研究成果“Inducible plasmid copy number control for synthetic biology in commonly used E. coli strains”发表在2022年11月的自然子刊 Nature communications。
为了验证利用PCN来控制基因表达的潜力(图1),设计了一个可自动调节控制的质粒。
RepAv7和可诱导的CymRAM抑制性TF被置于PCymRC启动子下的多克隆配置中,PCN被单体形式的RepAv7上调。而通过二聚体形式的负反馈被有效消除。
相反,PCN的下调现在是通过CymRAM实现的。
这种效应可以通过Cuminic acid来调节:加入Cuminic acid后,CymRAM对RepAv7的抑制被解除,产生前者的更大表达,最终导致质粒复制增加。一旦RepAv7的正效应被CymRAM对RepAv7表达的负效应所平衡,就达到了平衡。
研究者在四种常用的大肠杆菌菌株(图2),包括质粒克隆(DH10B)、蛋白质表达(NEBExpress)、代谢工程(BW25113)和微生物学模型菌株(MG1655),以及NEBSable,结果验证了TULIP可以成功地在广泛的大肠杆菌菌株中进行灵活的PCN控制(以及在实验微生物学中常用的不同介质中进行,如M9-Glucose、M9-Glycerol、Lysogeny Broth和Super Optimal Broth)。
研究者通过TULIP减少对克隆和转化的依赖性(图3)、TULIP可在不同背景下重复使用模块(图4)等多个应用实例说明TULIP能够实现动态的PCN控制,不仅可以加速基因电路的设计和优化,还可以促进模块在不同遗传背景下的菌株进行设计和使用。
原文来源:https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9637173/
作者:M
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为了验证利用PCN来控制基因表达的潜力(图1),设计了一个可自动调节控制的质粒。
研究者通过TULIP减少对克隆和转化的依赖性(图3)、TULIP可在不同背景下重复使用模块(图4)等多个应用实例说明TULIP能够实现动态的PCN控制,不仅可以加速基因电路的设计和优化,还可以促进模块在不同遗传背景下的菌株进行设计和使用。
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