A synthetic system for asymmetric cell division in Escherichia coli
A synthetic system for asymmetric cell division in Escherichia coli
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大肠杆菌不对称细胞分裂的合成系统
DOI：
10.1038/s41589-019-0339-x
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发表时间：
2019
影响因子：
14.8
通讯作者：
Bennett, Matthew R.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Molinari, Sara;Shis, David L.;Bhakta, Shyam P.;Chappell, James;Igoshin, Oleg A.;Bennett, Matthew R.
我们描述了一种控制大肠杆菌不对称细胞分裂的合成遗传电路，其中祖细胞创建分化的子细胞，同时保留其原始表型。具体来说，我们设计了一个诱导系统，可以将质粒 DNA 结合并分离到细胞中的单个位置。细胞分裂时，共定位质粒由一个且仅一个子细胞保留。另一个子细胞不接收任何质粒 DNA，并且与它的兄弟细胞不可逆地分化。这样，我们通过不对称质粒分配实现了不对称细胞分裂。然后，我们使用该系统通过将运动性与分化联系起来，实现遗传上不同的细胞的物理分离。最后，我们描述了一种正交诱导电路，该电路能够同时不对称分配两种质粒，从而产生具有四种不同分化状态的细胞。这些结果为原核宿主多细胞系统工程指明了道路。
We describe a synthetic genetic circuit for controlling asymmetric cell division inEscherichia coliin which a progenitor cell creates a differentiated daughter cell while retaining its original phenotype. Specifically, we engineered an inducible system that can bind and segregate plasmid DNA to a single position in the cell. Upon cell division, colocalized plasmids are kept by one and only one of the daughter cells. The other daughter cell receives no plasmid DNA and is irreversibly differentiated from its sibling. In this way, we achieved asymmetric cell division through asymmetric plasmid partitioning. We then used this system to achieve physical separation of genetically distinct cells by tying motility to differentiation. Finally, we characterized an orthogonal inducible circuit that enables the simultaneous asymmetric partitioning of two plasmid species, resulting in cells that have four distinct differentiated states. These results point the way toward the engineering of multicellular systems from prokaryotic hosts.
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