Correlation of gene expression and protein production rate - a system wide study.
Correlation of gene expression and protein production rate - a system wide study.
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基因表达和蛋白质生产率的相关性——一项系统范围的研究。
DOI：
10.1186/1471-2164-12-616
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发表时间：
2011-12-20
期刊：
影响因子：
4.4
通讯作者：
Saloheimo M
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Arvas M;Pakula T;Smit B;Rautio J;Koivistoinen H;Jouhten P;Lindfors E;Wiebe M;Penttilä M;Saloheimo M
生长速度是细胞内功能的主要决定因素。然而，只有在技术要求高的恒化器培养中才能适当地剖析它的影响，在这些培养中它是可以控制的。最近关于酿酒酵母恒化器培养的工作首次分析了生长速度对全基因组的影响。在这项工作中，我们研究了丝状真菌里氏木霉(Trichoderma Reesei)，它是一种工业蛋白生产宿主，以其特殊的蛋白质分泌能力而闻名。有趣的是，它表现出低生长速度的蛋白质生产表型。我们利用转录组学和蛋白质组学方法研究了里氏木霉恒温培养过程中生长速度和细胞密度对蛋白质产量的影响。使用恒化器可以控制生长速度和准确估计细胞外特定蛋白生成率(SPPR)。我们发现，主要的生物合成活性都与SPPR呈负相关。我们还发现，许多分泌蛋白和次生代谢基因以及各种谱系特异的、大多未知的基因的表达与SPPR呈正相关。最后，我们列举了从数据中产生的可能的监管机构和监管机制，以应对这一反应。根据这些结果，似乎在低生长速度下，蛋白质生产能量被非常有效地主要用于蛋白质生产。此外，我们认为早期糖酵解或TCA循环的通量是低增长率蛋白质生产的比生长速度更基本的决定因素，我们提出了一种新的真核细胞对此的反应，即谱系特异性反应(LSR)。
Growth rate is a major determinant of intracellular function. However its effects can only be properly dissected with technically demanding chemostat cultivations in which it can be controlled. Recent work on Saccharomyces cerevisiae chemostat cultivations provided the first analysis on genome wide effects of growth rate. In this work we study the filamentous fungus Trichoderma reesei (Hypocrea jecorina) that is an industrial protein production host known for its exceptional protein secretion capability. Interestingly, it exhibits a low growth rate protein production phenotype. We have used transcriptomics and proteomics to study the effect of growth rate and cell density on protein production in chemostat cultivations of T. reesei. Use of chemostat allowed control of growth rate and exact estimation of the extracellular specific protein production rate (SPPR). We find that major biosynthetic activities are all negatively correlated with SPPR. We also find that expression of many genes of secreted proteins and secondary metabolism, as well as various lineage specific, mostly unknown genes are positively correlated with SPPR. Finally, we enumerate possible regulators and regulatory mechanisms, arising from the data, for this response. Based on these results it appears that in low growth rate protein production energy is very efficiently used primarly for protein production. Also, we propose that flux through early glycolysis or the TCA cycle is a more fundamental determining factor than growth rate for low growth rate protein production and we propose a novel eukaryotic response to this i.e. the lineage specific response (LSR).
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作者：
Andersen, Mikael Rordam;Nielsen, Michael Lynge;Nielsen, Jens
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Nielsen, Jens
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Alam MT;Merlo ME;STREAM Consortium;Hodgson DA;Wellington EM;Takano E;Breitling R
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Breitling R
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CASTILLO, FJ;BLANCH, HW;WILKE, CR
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Bok, Jin Woo;Chiang, Yi-Ming;Szewczyk, Edyta;Reyes-Domingez, Yazmid;Davidson, Ashley D.;Sanchez, James F.;Lo, Hsien-Chun;Watanabe, Kenji;Strauss, Joseph;Oakley, Berl R.;Wang, Clay C. C.;Keller, Nancy P.
通讯作者：
Keller, Nancy P.