Principles of genetic circuit design.
Principles of genetic circuit design.
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DOI：
10.1038/nmeth.2926
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发表时间：
2014-05
期刊：
影响因子：
48
通讯作者：
Voigt, Christopher A.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Brophy, Jennifer A. N.;Voigt, Christopher A.
细胞能够通过响应特定信号启动基因表达来导航环境，交流和构建复杂的模式。工程师需要利用这种能力来编程细胞来执行任务或构建与自然界中所见的复杂性相匹配的化学品和材料。这篇评论描述了新的工具，帮助遗传电路的建设。我们展示了如何电路动态可以影响监管机构的选择和改变表达“调谐旋钮”。我们整理组装电路时遇到的故障模式，量化其对性能的影响，并审查缓解措施。最后，我们讨论了在活细胞内操作所产生的限制。总的来说，更好的工具、特征良好的部件以及对如何组成电路的全面理解，正在为活细胞编程以实现高级应用的能力带来突破，从活体治疗到功能材料的原子制造。
Cells are able to navigate environments, communicate, and build complex patterns by initiating gene expression in response to specific signals. Engineers need to harness this capability to program cells to perform tasks or build chemicals and materials that match the complexity seen in nature. This review describes new tools that aid the construction of genetic circuits. We show how circuit dynamics can be influenced by the choice of regulators and changed with expression “tuning knobs.” We collate the failure modes encountered when assembling circuits, quantify their impact on performance, and review mitigation efforts. Finally, we discuss the constraints that arise from operating within a living cell. Collectively, better tools, well-characterized parts, and a comprehensive understanding of how to compose circuits are leading to a breakthrough in the ability to program living cells for advanced applications, from living therapeutics to the atomic manufacturing of functional materials.
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