Three-dimensional structure-guided evolution of a ribosome with tethered subunits.
Three-dimensional structure-guided evolution of a ribosome with tethered subunits.
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DOI：
10.1038/s41589-022-01064-w
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发表时间：
2022-09
影响因子：
14.8
通讯作者：
Jewett, Michael C.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Kim, Do Soon;Watkins, Andrew;Bidstrup, Erik;Lee, Joongoo;Topkar, Ved;Kofman, Camila;Schwarz, Kevin J.;Liu, Yan;Pintilie, Grigore;Roney, Emily;Das, Rhiju;Jewett, Michael C.
基于RNA的大分子机器，如核糖体，有依赖于跨越序列距离区域的结构相互作用的功能部分。这些特征限制了对突变体库的进化探索，并混淆了三维结构导向设计。为了应对这些挑战，我们描述了Evolink(进化和连锁)，这是一种能够在大型高分子机器中高通量进化距离序列的区域的方法，以及由计算RNA建模指导的文库设计，从而能够探索结构稳定的设计。使用Evolink，我们进化出了一个拴系核糖体，与先前开发的拴系核糖体相比，在SQ171细胞中的正交蛋白质翻译活性提高了58%，加倍时间提高了97%，并揭示了具有先前探索的生物学功能的一对核糖体螺旋中的新允许序列。Evolink方法可能会增强高分子机器的工程设计，以实现合成生物学的新功能和改进功能。
RNA-based macromolecular machines, such as the ribosome, have functional parts reliant on structural interactions spanning sequence-distant regions. These features limit evolutionary exploration of mutant libraries and confound three-dimensional structure-guided design. To address these challenges, we describe Evolink (evolution and linkage), a method that enables high-throughput evolution of sequence-distant regions in large macromolecular machines, and library design guided by computational RNA modeling to enable exploration of structurally stable designs. Using Evolink, we evolved a tethered ribosome with a 58% increased activity in orthogonal protein translation and a 97% improvement in doubling times in SQ171 cells compared to a previously developed tethered ribosome, and reveal new permissible sequences in a pair of ribosomal helices with previously explored biological function. The Evolink approach may enable enhanced engineering of macromolecular machines for new and improved functions for synthetic biology.
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影响因子：
14.8
作者：
Liu CC;Jewett MC;Chin JW;Voigt CA
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