Computational design of small transcription activating RNAs for versatile and dynamic gene regulation.
Computational design of small transcription activating RNAs for versatile and dynamic gene regulation.
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DOI：
10.1038/s41467-017-01082-6
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发表时间：
2017-10-19
影响因子：
16.6
通讯作者：
Lucks JB
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Chappell J;Westbrook A;Verosloff M;Lucks JB
合成生物学的一个长期目标是细胞功能的可编程控制。其核心是创建通用的调控工具集，允许对基因表达进行可编程控制。在众多可用的调控分子中，RNA调节子提供了从头设计的有趣可能性-允许遗传控制系统的自下而上的分子水平设计。在这里，我们提出了一种用于创建称为小转录激活RNA（STARs）的细菌调节因子的计算设计方法，并创建了一个高性能和正交STARs库，可实现高达9000倍的基因激活。我们展示了这些STAR的多功能性，从与现有的组成型和诱导型调节因子协同作用，到重新编程细胞表型和控制多基因代谢途径表达。最后，我们联合收割机将这些新的STAR与它们自身和CRISPRi转录抑制子结合，以提供新型的基于RNA的遗传电路，从而实现对基因表达的复杂和时间控制。基于RNA的基因控制的结构基础提供了从头设计的可能性。在这里，作者提出了一种小转录激活RNA的计算设计方法，这是一种细菌RNA调节因子，可以对基因、通路和遗传电路进行多功能和动态控制。
A longstanding goal of synthetic biology has been the programmable control of cellular functions. Central to this is the creation of versatile regulatory toolsets that allow for programmable control of gene expression. Of the many regulatory molecules available, RNA regulators offer the intriguing possibility of de novo design—allowing for the bottom-up molecular-level design of genetic control systems. Here we present a computational design approach for the creation of a bacterial regulator called Small Transcription Activating RNAs (STARs) and create a library of high-performing and orthogonal STARs that achieve up to ~ 9000-fold gene activation. We demonstrate the versatility of these STARs—from acting synergistically with existing constitutive and inducible regulators, to reprogramming cellular phenotypes and controlling multigene metabolic pathway expression. Finally, we combine these new STARs with themselves and CRISPRi transcriptional repressors to deliver new types of RNA-based genetic circuitry that allow for sophisticated and temporal control of gene expression. The structural basis of RNA-based gene control offers the possibility of de novo design. Here the authors present a computational design approach for Small Transcription Activating RNAs a bacterial RNA regulator that allows for versatile and dynamic control of genes, pathways and genetic circuits.
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影响因子：
14.9
作者：
Espah Borujeni A;Mishler DM;Wang J;Huso W;Salis HM
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Salis HM
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作者：
Na, Dokyun;Lee, Doheon
通讯作者：
Lee, Doheon
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作者：
Kushwaha, Manish;Rostain, William;Jaramillo, Alfonso
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作者：
Ghodasara A;Voigt CA
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