Dynamic allocation of orthogonal ribosomes facilitates uncoupling of co-expressed genes
Dynamic allocation of orthogonal ribosomes facilitates uncoupling of co-expressed genes
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正交核糖体的动态分配有利于共表达基因的解偶联
DOI：
10.1101/138362
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发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Darlington A
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Darlington A
将合成电路引入微生物中会在电路和宿主基因之间产生竞争，以共享细胞资源，如核糖体。这可能导致不同电路基因的表达之间出现不必要的耦合，使设计过程复杂化，并可能导致电路故障。通过表达具有改变的特异性的合成16S rRNA，我们可以将核糖体池划分为宿主特异性和电路特异性活动。我们的数学和实验表明，资源竞争的影响可以减轻靶向基因不同的核糖体池。这种劳动分工可用于增加通过代谢途径的通量。我们开发了一个细胞生理学模型，它能够捕获这些观察，并使用它来设计一个动态的资源分配控制器。当实施时，该控制器通过增加正交核糖体生产来解耦基因，因为合成电路对翻译资源的需求增加。
Introduction of synthetic circuits into microbes creates competition between circuit and host genes for shared cellular resources, such as ribosomes. This can lead to the emergence of unwanted coupling between the expression of different circuit genes, complicating the design process and potentially leading to circuit failure. By expressing a synthetic 16S rRNA with altered specificity, we can partition the ribosome pool into host-specific and circuit-specific activities. We show mathematically and experimentally that the effects of resource competition can be alleviated by targeting genes to different ribosomal pools. This division of labour can be used to increase flux through a metabolic pathway. We develop a model of cell physiology which is able to capture these observations and use it to design a dynamic resource allocation controller. When implemented, this controller acts to decouple genes by increasing orthogonal ribosome production as the demand for translational resources by a synthetic circuit increases.
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DOI：
10.1002/ange.201506311
发表时间：
2015-10-19
期刊：
Angewandte Chemie (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
影响因子：
--
作者：
Fried SD;Schmied WH;Uttamapinant C;Chin JW
通讯作者：
Chin JW
影响因子：
7.8
作者：
Des Soye, Benjamin J.;Patel, Jaymin R.;Isaacs, Farren J.;Jewett, Michael C.
通讯作者：
Jewett, Michael C.
影响因子：
14.9
作者：
Gyorfy Z;Draskovits G;Vernyik V;Blattner FF;Gaal T;Posfai G
通讯作者：
Posfai G
DOI：
10.1073/pnas.120163297
发表时间：
2000-06-06
影响因子：
11.1
作者：
Datsenko, KA;Wanner, BL
通讯作者：
Wanner, BL
影响因子：
3.5
作者：
HORTON, RM;HUNT, HD;PEASE, LR
通讯作者：
PEASE, LR