Cell-free biogenesis of bacterial division proto-rings that can constrict liposomes.
Cell-free biogenesis of bacterial division proto-rings that can constrict liposomes.
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可压缩脂质体的细菌分裂原环的无细胞生物发生。
DOI：
10.1038/s42003-020-01258-9
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发表时间：
2020-09-30
影响因子：
5.9
通讯作者：
Danelon C
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Godino E;López JN;Zarguit I;Doerr A;Jimenez M;Rivas G;Danelon C
实现自主合成细胞的一个主要挑战在于遗传程序中分裂机制的编码。在细菌细胞周期中，细胞骨架蛋白组装成环定义了分裂位点。在大肠杆菌分裂体形成开始时，发生由FtsZ及其膜募集蛋白组成的原环。在这里，我们表明，FtsA-FtsZ环状结构驱动的无细胞基因表达可以重建平面膜和脂质体隔室内。发现这种细胞骨架结构使脂质体收缩，产生伸长的膜颈和出芽的囊泡。FtsZ交联蛋白ZapA的额外表达产生了更刚性的FtsZ束，这些束附着在膜上，但未能在脂质体中产生芽点或颈。这些结果表明，基因指导的蛋白质合成和膜收缩FtsZ-环的组装可以在基于脂质体的人工细胞中组合。Godino等人表明，由无细胞基因表达驱动的FtsA-FtsZ环状结构可以在平面膜上和脂质体隔室内部重建。这些细胞骨架结构使脂质体收缩，产生伸长的膜颈和出芽的囊泡。这项研究代表了实现合成细胞分裂遗传编程的一步。
A major challenge towards the realization of an autonomous synthetic cell resides in the encoding of a division machinery in a genetic programme. In the bacterial cell cycle, the assembly of cytoskeletal proteins into a ring defines the division site. At the onset of the formation of the Escherichia coli divisome, a proto-ring consisting of FtsZ and its membrane-recruiting proteins takes place. Here, we show that FtsA-FtsZ ring-like structures driven by cell-free gene expression can be reconstituted on planar membranes and inside liposome compartments. Such cytoskeletal structures are found to constrict the liposome, generating elongated membrane necks and budding vesicles. Additional expression of the FtsZ cross-linker protein ZapA yields more rigid FtsZ bundles that attach to the membrane but fail to produce budding spots or necks in liposomes. These results demonstrate that gene-directed protein synthesis and assembly of membrane-constricting FtsZ-rings can be combined in a liposome-based artificial cell. Godino et al. show that FtsA-FtsZ ring-like structures driven by cell-free gene expression can be reconstituted on planar membranes and inside liposome compartments. These cytoskeletal structures constrict the liposome, generating elongated membrane necks and budding vesicles. This study represents a step forward to realizing genetic programming of synthetic cell division.
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影响因子：
64.8
作者：
DEBOER, P;CROSSLEY, R;ROTHFIELD, L
通讯作者：
ROTHFIELD, L
影响因子：
21.3
作者：
通讯作者：
--
DOI：
10.1126/science.1191710
发表时间：
2010-09-10
期刊：
Science (New York, N.Y.)
影响因子：
--
作者：
Lee K;Gallop JL;Rambani K;Kirschner MW
通讯作者：
Kirschner MW
影响因子：
4.8
作者：
Cabre, Elisa J.;Sanchez-Gorostiaga, Alicia;Vicente, Miguel
通讯作者：
Vicente, Miguel
DOI：
10.1073/pnas.93.23.12998
发表时间：
1996-11-12
影响因子：
11.1
作者：
Ma, XL;Ehrhardt, DW;Margolin, W
通讯作者：
Margolin, W