Multi-chromatic control of mammalian gene expression and signaling.
Multi-chromatic control of mammalian gene expression and signaling.
复制标题
DOI：
10.1093/nar/gkt340
复制
发表时间：
2013-07
影响因子：
14.9
通讯作者：
Weber W
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Müller K;Engesser R;Schulz S;Steinberg T;Tomakidi P;Weber CC;Ulm R;Timmer J;Zurbriggen MD;Weber W
哺乳动物合成生物学的出现和未来取决于以可预测的方式编排和定制互补基因表达和信号传导过程的技术。在这里，我们证明了第一次在哺乳动物细胞中的多色表达控制的差异诱导多达三个基因在一个单一的细胞培养响应于不同波长的光。为此，我们开发了一个紫外线B（UVB）诱导的表达系统，通过设计一个UVB响应分裂转录因子的基础上拟南芥UVB受体UVR 8和COP 1的WD 40域。该系统允许高（高达800倍）UVB诱导的基因表达在人类，猴子，仓鼠和小鼠细胞。基于定量模型，我们确定了关键系统参数。通过将这种UVB响应系统与蓝光和红光诱导的基因控制技术相结合，我们通过在哺乳动物细胞中的单细胞培养物中差异表达三个基因来展示多色多基因控制，并且我们将该系统应用于血管生成信号过程的多色控制。这种光遗传学工具组合能够设计和实现合成生物网络，为未来的研究和生物医学应用提供无与伦比的时空精度。
The emergence and future of mammalian synthetic biology depends on technologies for orchestrating and custom tailoring complementary gene expression and signaling processes in a predictable manner. Here, we demonstrate for the first time multi-chromatic expression control in mammalian cells by differentially inducing up to three genes in a single cell culture in response to light of different wavelengths. To this end, we developed an ultraviolet B (UVB)-inducible expression system by designing a UVB-responsive split transcription factor based on the Arabidopsis thaliana UVB receptor UVR8 and the WD40 domain of COP1. The system allowed high (up to 800-fold) UVB-induced gene expression in human, monkey, hamster and mouse cells. Based on a quantitative model, we determined critical system parameters. By combining this UVB-responsive system with blue and red light-inducible gene control technology, we demonstrate multi-chromatic multi-gene control by differentially expressing three genes in a single cell culture in mammalian cells, and we apply this system for the multi-chromatic control of angiogenic signaling processes. This portfolio of optogenetic tools enables the design and implementation of synthetic biological networks showing unmatched spatiotemporal precision for future research and biomedical applications.
登录
查看更多内容
DOI：
10.1073/pnas.0500345102
发表时间：
2005-07-05
影响因子：
11.1
作者：
Kramer, BP;Fussenegger, M
通讯作者：
Fussenegger, M
影响因子：
48
作者：
Kennedy, Matthew J.;Hughes, Robert M.;Peteya, Leslie A.;Schwartz, Joel W.;Ehlers, Michael D.;Tucker, Chandra L.
通讯作者：
Tucker, Chandra L.
影响因子：
46.9
作者：
Fussenegger, M;Morris, RP;Bailey, JE
通讯作者：
Bailey, JE
影响因子：
46.9
作者：
Kramer, BP;Viretta, AU;Fussenegger, M
通讯作者：
Fussenegger, M
影响因子：
2.7
作者：
Hindmarsh, AC;Brown, PN;Woodward, CS
通讯作者：
Woodward, CS