Modular, multi-input transcriptional logic gating with orthogonal LacI/GalR family chimeras.
Modular, multi-input transcriptional logic gating with orthogonal LacI/GalR family chimeras.
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DOI：
10.1021/sb500262f
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发表时间：
2014-09-19
影响因子：
4.7
通讯作者：
Bennett, Matthew R.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Shis, David L.;Hussain, Faiza;Meinhardt, Sarah;Swint-Kruse, Liskin;Bennett, Matthew R.
在原核生物中，合成的多输入启动子的构建受到可以同时调节单个启动子的转录因子的数量的限制。这个基本的工程约束是合成生物学家的一个障碍，因为它限制了工程基因电路的计算能力。在这里，我们证明了复杂的多输入转录逻辑门控可以通过使用配体诱导嵌合转录因子组装的LacI/GalR家族。这些模块嵌合体各自含有配体结合结构域和DNA结合结构域，这两者都是从可能性文库中选择的。当两个或多个嵌合体具有相同的DNA结合结构域时，它们独立地且同时地调节含有适当操纵子位点的任何启动子。以这种方式，通过两个嵌合体的组合，简单的转录AND门控是可能的，并且同时使用三个或甚至四个嵌合体，多输入AND门控是可能的。此外，我们证明，正交DNA结合域和它们的同源运营商允许多个，正交与门的共表达。总而言之，这项工作为合成生物学家提供了新颖的配体诱导逻辑门，并大大扩展了工程复杂合成基因电路的可能性。
In prokaryotes, the construction of synthetic, multi-input promoters is constrained by the number of transcription factors that can simultaneously regulate a single promoter. This fundamental engineering constraint is an obstacle to synthetic biologists because it limits the computational capacity of engineered gene circuits. Here, we demonstrate that complex multi-input transcriptional logic gating can be achieved through the use of ligand-inducible chimeric transcription factors assembled from the LacI/GalR family. These modular chimeras each contain a ligand-binding domain and a DNA-binding domain, both of which are chosen from a library of possibilities. When two or more chimeras have the same DNA-binding domain, they independently and simultaneously regulate any promoter containing the appropriate operator site. In this manner, simple transcriptional AND gating is possible through the combination of two chimeras, and multiple-input AND gating is possible with the simultaneous use of three or even four chimeras. Furthermore, we demonstrate that orthogonal DNA-binding domains and their cognate operators allow the coexpression of multiple, orthogonal AND gates. Altogether, this work provides synthetic biologists with novel, ligand-inducible logic gates and greatly expands the possibilities for engineering complex synthetic gene circuits.
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通讯作者：
--
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DOI：
10.1073/pnas.1203808109
发表时间：
2012-04-10
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作者：
Callura, Jarred M.;Cantor, Charles R.;Collins, James J.
通讯作者：
Collins, James J.