The all-E. coliTXTL toolbox 3.0: new capabilities of a cell-free synthetic biology platform.
The all-E. coliTXTL toolbox 3.0: new capabilities of a cell-free synthetic biology platform.
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All-E。 Colitxtl工具箱3.0：无细胞合成生物学平台的新功能。
DOI：
10.1093/synbio/ysab017
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发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Noireaux V
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Garenne D;Thompson S;Brisson A;Khakimzhan A;Noireaux V
新一代的无细胞基因表达系统使体外生物系统的原型设计和工程设计在一个显着的应用范围和物理规模。随着DNA指导的体外蛋白质合成的利用范围扩大，开发更强大的无细胞转录-翻译（TXTL）平台仍然是执行更大的DNA程序或提高无细胞生物制造能力的主要目标。在这项工作中，我们报告的所有E的能力。coli TXTL toolbox 3.0，一个专门为合成生物学开发的多用途无细胞表达系统。在非补料分批模式反应中，荧光报告蛋白eGFP（增强型绿色荧光蛋白）的合成达到4 mg/ml。在由装载有TXTL反应的脂质体组成的合成细胞中，当供给反应的化学构建块通过膜通道扩散以促进与外部溶液的交换时，以>8 mg/ml的浓度产生eGFP。噬菌体T7由40 kb的基因组和1060个基因编码，以1013 PFU/ml（噬斑形成单位/ml）的浓度产生。该TXTL系统通过提供独特的强度和特性扩展了当前的无细胞表达能力，用于测试调控元件和电路，生物制造生物制剂或构建合成细胞。
The new generation of cell-free gene expression systems enables the prototyping and engineering of biological systems in vitro over a remarkable scope of applications and physical scales. As the utilization of DNA-directed in vitro protein synthesis expands in scope, developing more powerful cell-free transcription–translation (TXTL) platforms remains a major goal to either execute larger DNA programs or improve cell-free biomanufacturing capabilities. In this work, we report the capabilities of the all-E. coli TXTL toolbox 3.0, a multipurpose cell-free expression system specifically developed for synthetic biology. In non-fed batch-mode reactions, the synthesis of the fluorescent reporter protein eGFP (enhanced green fluorescent protein) reaches 4 mg/ml. In synthetic cells, consisting of liposomes loaded with a TXTL reaction, eGFP is produced at concentrations of >8 mg/ml when the chemical building blocks feeding the reaction diffuse through membrane channels to facilitate exchanges with the outer solution. The bacteriophage T7, encoded by a genome of 40 kb and ∼60 genes, is produced at a concentration of 1013 PFU/ml (plaque forming unit/ml). This TXTL system extends the current cell-free expression capabilities by offering unique strength and properties, for testing regulatory elements and circuits, biomanufacturing biologics or building synthetic cells.
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