Cell fate potentials and switching kinetics uncovered in a classic bistable genetic switch.
Cell fate potentials and switching kinetics uncovered in a classic bistable genetic switch.
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经典双稳态基因开关中揭示的细胞命运电位和开关动力学
DOI：
10.1038/s41467-018-05071-1
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发表时间：
2018-07-17
影响因子：
16.6
通讯作者：
Xiao J
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Fang X;Liu Q;Bohrer C;Hensel Z;Han W;Wang J;Xiao J
双稳态开关是一种常见的基因调控基序，指导两种相互排斥的细胞命运。理论研究表明，由于非平衡、异质的细胞环境，开关足以编码两种以上的细胞命运，而不需要重新布线电路。然而，这样的场景还没有在实验中观察到。通过建立一个新的双单分子基因表达报告系统，我们发现经典λ开关中的两个相互抑制的转录因子CI和Cro存在两种新的表达状态，即CI和Cro均不表达或CI和Cro均表达。我们构建了相应的潜在景观和映射的四个生产状态之间的过渡动力学。这些发现揭示了细胞命运的潜力，超越了经典的图片开关，并打开了一个新的窗口，探索基因调控网络中的细胞命运决策过程的遗传和环境起源。
Bistable switches are common gene regulatory motifs directing two mutually exclusive cell fates. Theoretical studies suggest that bistable switches are sufficient to encode more than two cell fates without rewiring the circuitry due to the non-equilibrium, heterogeneous cellular environment. However, such a scenario has not been experimentally observed. Here by developing a new, dual single-molecule gene-expression reporting system, we find that for the two mutually repressing transcription factors CI and Cro in the classic bistable bacteriophage λ switch, there exist two new production states, in which neither CI nor Cro is produced, or both CI and Cro are produced. We construct the corresponding potential landscape and map the transition kinetics among the four production states. These findings uncover cell fate potentials beyond the classical picture of bistable switches, and open a new window to explore the genetic and environmental origins of the cell fate decision-making process in gene regulatory networks.
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影响因子：
5.4
作者：
LIEB, M
通讯作者：
LIEB, M
DOI：
10.1126/science.aah7084
发表时间：
2017-09-29
期刊：
Science (New York, N.Y.)
影响因子：
--
作者：
Jones DL;Leroy P;Unoson C;Fange D;Ćurić V;Lawson MJ;Elf J
通讯作者：
Elf J
DOI：
10.1073/pnas.80.9.2676
发表时间：
1983-01-01
期刊：
PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA-BIOLOGICAL SCIENCES
影响因子：
--
作者：
HECHT, MH;NELSON, HCM;SAUER, RT
通讯作者：
SAUER, RT
影响因子：
3.4
作者：
Feng, Haidong;Han, Bo;Wang, Jin
通讯作者：
Wang, Jin
影响因子：
3.3
作者：
Feng, Haidong;Han, Bo;Wang, Jin
通讯作者：
Wang, Jin