Orthogonal translation enables heterologous ribosome engineering in E. coli.
Orthogonal translation enables heterologous ribosome engineering in E. coli.
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DOI：
10.1038/s41467-020-20759-z
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发表时间：
2021-01-26
影响因子：
16.6
通讯作者：
Badran AH
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Kolber NS;Fattal R;Bratulic S;Carver GD;Badran AH
核糖体代表了合成生物学的一个有前途的途径，但它的复杂性和重要性阻碍了重大的工程努力。由来自不同微生物的rRNA和r-蛋白组成的异源核糖体可能为新的翻译功能提供机会。这种异源核糖体以前已经在大肠杆菌中进行了评价。大肠杆菌通过基因组核糖体缺陷的互补，但这种方法未能指导工程化的难治性核糖体。在这里，我们实现了正交核糖体结合位点（RBS）：antiRBS对，其中工程核糖体是针对研究人员定义的转录本，通知异源核糖体功能的要求。我们发现，优化的rRNA加工和同源r-蛋白的补充增强了来自与E.杆菌此外，一些异源核糖体与E.大肠杆菌衍生的亚基。累积起来，这项工作为活细胞中的异源核糖体工程提供了一个总体框架。合成生物学家经常选择异源部分来影响活细胞中的新功能，但这种方法很少扩展到核糖体的结构成分。在这里，作者描述了在大肠杆菌中表达来自不同微生物的核糖体的可推广的方法。大肠杆菌，并最大限度地发挥其功能。
The ribosome represents a promising avenue for synthetic biology, but its complexity and essentiality have hindered significant engineering efforts. Heterologous ribosomes, comprising rRNAs and r-proteins derived from different microorganisms, may offer opportunities for novel translational functions. Such heterologous ribosomes have previously been evaluated in E. coli via complementation of a genomic ribosome deficiency, but this method fails to guide the engineering of refractory ribosomes. Here, we implement orthogonal ribosome binding site (RBS):antiRBS pairs, in which engineered ribosomes are directed to researcher-defined transcripts, to inform requirements for heterologous ribosome functionality. We discover that optimized rRNA processing and supplementation with cognate r-proteins enhances heterologous ribosome function for rRNAs derived from organisms with ≥76.1% 16S rRNA identity to E. coli. Additionally, some heterologous ribosomes undergo reduced subunit exchange with E. coli-derived subunits. Cumulatively, this work provides a general framework for heterologous ribosome engineering in living cells. Synthetic biologists often co-opt heterologous parts to affect new functions in living cells, yet such an approach has rarely been extended to structural components of the ribosome. Here, the authors describe generalizable methods to express ribosomes from divergent microbes in E. coli and maximize their function.
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影响因子：
64.8
作者：
DEUSSER, E;WITTMANN, HG
通讯作者：
WITTMANN, HG
DOI：
10.1073/pnas.96.5.1971
发表时间：
1999-03-02
影响因子：
11.1
作者：
Asai, T;Zaporojets, D;Squires, CL
通讯作者：
Squires, CL
影响因子：
3.7
作者：
Brandman, Relly;Brandman, Yigal;Pande, Vijay S.
通讯作者：
Pande, Vijay S.
通过大环内酯类诱导的核糖体框架调节基因表达。
影响因子：
16
作者：
Gupta, Pulkit;Kannan, Krishna;Mankin, Alexander S.;Vazquez-Laslop, Nora
通讯作者：
Vazquez-Laslop, Nora
影响因子：
48
作者：
Hubbard BP;Badran AH;Zuris JA;Guilinger JP;Davis KM;Chen L;Tsai SQ;Sander JD;Joung JK;Liu DR
通讯作者：
Liu DR