A 'resource allocator' for transcription based on a highly fragmented T7 RNA polymerase.
A 'resource allocator' for transcription based on a highly fragmented T7 RNA polymerase.
复制标题
DOI：
10.15252/msb.20145299
复制
发表时间：
2014-07-30
影响因子：
9.9
通讯作者：
Voigt CA
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Segall-Shapiro TH;Meyer AJ;Ellington AD;Sontag ED;Voigt CA
合成遗传系统与宿主共享资源，包括转录和翻译机制。噬菌体RNA聚合酶（Phage RNA polymerases, rnap）可使转录与宿主分离并产生高表达。然而，它们可能表现出毒性，并且缺乏辅助蛋白（σ因子和激活因子），这些辅助蛋白能够在不同的启动子之间切换和调节活性。在这里，我们发现T7 RNAP（883个氨基酸）可以分为四个片段，这些片段必须共表达才能发挥作用。dna结合环编码在c端285-aa“σ片段”中，不同特异性的片段可以将剩余的601-aa“核心片段”导向不同的启动子。利用这些部分，我们建立了一个资源分配器，设置核心片段的浓度，然后由多个σ片段共享。调整核心片段的浓度可以设置合成系统的最大转录能力。此外，正调控和负调控分别由67-aa n端α片段和零（失活）σ片段实现。α片段可以融合到重组蛋白中，使启动子对它们的水平做出反应。这些部分提供了一个工具箱，通过不同的方案来分配转录资源，我们通过构建一个调节启动子活性的系统来补偿两个质粒拷贝数的差异来证明这一点。
Synthetic genetic systems share resources with the host, including machinery for transcription and translation. Phage RNA polymerases (RNAPs) decouple transcription from the host and generate high expression. However, they can exhibit toxicity and lack accessory proteins (σ factors and activators) that enable switching between different promoters and modulation of activity. Here, we show that T7 RNAP (883 amino acids) can be divided into four fragments that have to be co-expressed to function. The DNA-binding loop is encoded in a C-terminal 285-aa ‘σ fragment’, and fragments with different specificity can direct the remaining 601-aa ‘core fragment’ to different promoters. Using these parts, we have built a resource allocator that sets the core fragment concentration, which is then shared by multiple σ fragments. Adjusting the concentration of the core fragment sets the maximum transcriptional capacity available to a synthetic system. Further, positive and negative regulation is implemented using a 67-aa N-terminal ‘α fragment’ and a null (inactivated) σ fragment, respectively. The α fragment can be fused to recombinant proteins to make promoters responsive to their levels. These parts provide a toolbox to allocate transcriptional resources via different schemes, which we demonstrate by building a system which adjusts promoter activity to compensate for the difference in copy number of two plasmids.
登录
查看更多内容
影响因子：
5.4
作者：
ALEXANDER, WA;MOSS, B;FUERST, TR
通讯作者：
FUERST, TR
影响因子：
3.5
作者：
BRUNSCHWIG, E;DARZINS, A
通讯作者：
DARZINS, A
影响因子：
3.2
作者：
Bratton, Benjamin P.;Mooney, Rachel A.;Weisshaar, James C.
通讯作者：
Weisshaar, James C.
影响因子：
5.6
作者：
Buchler, Nicolas E.;Louis, Matthieu
通讯作者：
Louis, Matthieu
影响因子：
9.9
作者：
Chen D;Arkin AP
通讯作者：
Arkin AP