A part toolbox to tune genetic expression in Bacillus subtilis.
A part toolbox to tune genetic expression in Bacillus subtilis.
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DOI：
10.1093/nar/gkw624
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发表时间：
2016-09-06
影响因子：
14.9
通讯作者：
Bonnet J
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Guiziou S;Sauveplane V;Chang HJ;Clerté C;Declerck N;Jules M;Bonnet J
调节基因表达水平的特性良好的成分库对于许多合成生物学应用是必不可少的。虽然革兰氏阴性模型细菌大肠杆菌广泛可用，但革兰氏阳性模型枯草芽孢杆菌缺乏这样的文库，而枯草芽孢杆菌是基础研究和生物技术应用的关键生物。在这里，我们设计了一个遗传工具箱，包括启动子库、核糖体结合位点（RBS）和蛋白质降解标签，以精确调节枯草芽孢杆菌的基因表达。我们首先设计了一个模块化的表达操作单元（EOU），便于部件组装和修改，并为基因电路的实现提供了一个标准的遗传环境。然后，我们选择了枯草芽孢杆菌的天然组成启动子和有效的RBS序列，从中我们设计了三个启动子和三个RBS序列文库，它们在基因表达水平上具有约14000倍的动态范围。我们还设计了一系列可变强度的SsrA蛋白水解标签。最后，利用荧光波动法结合双光子显微镜，我们定量了该文库中一部分菌株的GFP绝对浓度。我们的完整启动子和RBS序列库包含超过135个构建体，可以在0.05至700 μM的5个数量级范围内调节GFP浓度。这个调控成分工具箱将支持枯草芽孢杆菌的许多研究和工程应用。
Libraries of well-characterised components regulating gene expression levels are essential to many synthetic biology applications. While widely available for the Gram-negative model bacterium Escherichia coli, such libraries are lacking for the Gram-positive model Bacillus subtilis, a key organism for basic research and biotechnological applications. Here, we engineered a genetic toolbox comprising libraries of promoters, Ribosome Binding Sites (RBS), and protein degradation tags to precisely tune gene expression in B. subtilis. We first designed a modular Expression Operating Unit (EOU) facilitating parts assembly and modifications and providing a standard genetic context for gene circuits implementation. We then selected native, constitutive promoters of B. subtilis and efficient RBS sequences from which we engineered three promoters and three RBS sequence libraries exhibiting ∼14 000-fold dynamic range in gene expression levels. We also designed a collection of SsrA proteolysis tags of variable strength. Finally, by using fluorescence fluctuation methods coupled with two-photon microscopy, we quantified the absolute concentration of GFP in a subset of strains from the library. Our complete promoters and RBS sequences library comprising over 135 constructs enables tuning of GFP concentration over five orders of magnitude, from 0.05 to 700 μM. This toolbox of regulatory components will support many research and engineering applications in B. subtilis.
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影响因子：
3.7
作者：
Engler, Carola;Kandzia, Romy;Marillonnet, Sylvestre
通讯作者：
Marillonnet, Sylvestre
影响因子：
46.9
作者：
Cho, Byung-Kwan;Zengler, Karsten;Qiu, Yu;Park, Young Seoub;Knight, Eric M.;Barrett, Christian L.;Gao, Yuan;Palsson, Bernhard O.
通讯作者：
Palsson, Bernhard O.
影响因子：
3
作者：
Dosset P;Rassam P;Fernandez L;Espenel C;Rubinstein E;Margeat E;Milhiet PE
通讯作者：
Milhiet PE
DOI：
10.1126/science.1191652
发表时间：
2010-10-01
期刊：
Science (New York, N.Y.)
影响因子：
--
作者：
Ajikumar PK;Xiao WH;Tyo KE;Wang Y;Simeon F;Leonard E;Mucha O;Phon TH;Pfeifer B;Stephanopoulos G
通讯作者：
Stephanopoulos G
DOI：
10.1073/pnas.1110541108
发表时间：
2012-01-03
影响因子：
11.1
作者：
Ferguson, Matthew L.;Le Coq, Dominique;Royer, Catherine A.
通讯作者：
Royer, Catherine A.