Robust and sensitive control of a quorum-sensing circuit by two interlocked feedback loops.
Robust and sensitive control of a quorum-sensing circuit by two interlocked feedback loops.
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DOI：
10.1038/msb.2008.70
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发表时间：
2008
影响因子：
9.9
通讯作者：
Stevens, Ann M.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Williams, Joshua W.;Cui, Xiaohui;Levchenko, Andre;Stevens, Ann M.
费氏弧菌的群体感应（QS）反应涉及在自诱导剂（AI） 3-氧己醇- l-高丝氨酸内酯的狭窄浓度范围内，在lux操纵子的低诱导态和高诱导态之间快速切换。在该系统中，LuxR是编码AI合酶的lux操纵子的AI依赖正调节因子。这就产生了一个正反馈循环，在许多表现出qs控制基因表达的细菌物种中很常见。结合建模和实验分析，我们提供了LuxR自动调节反馈回路的证据，该回路允许LuxR在切换到全lux激活期间增加其在细胞中的浓度。利用合成的lux基因片段，无论是否含有AI合成酶基因，我们发现LuxR的积累对AI的增加更敏感，并促进了诱导过程。提高的LuxR水平缓冲了人工智能水平的虚假变化，确保了强大的响应，赋予系统增强的滞后。LuxR的自动调节也允许在同一细胞群中产生两种不同的反应。
The quorum-sensing (QS) response of Vibrio fischeri involves a rapid switch between low and high induction states of the lux operon over a narrow concentration range of the autoinducer (AI) 3-oxo-hexanoyl-L-homoserine lactone. In this system, LuxR is an AI-dependent positive regulator of the lux operon, which encodes the AI synthase. This creates a positive feedback loop common in many bacterial species that exhibit QS-controlled gene expression. Applying a combination of modeling and experimental analyses, we provide evidence for a LuxR autoregulatory feedback loop that allows LuxR to increase its concentration in the cell during the switch to full lux activation. Using synthetic lux gene fragments, with or without the AI synthase gene, we show that the buildup of LuxR provides more sensitivity to increasing AI, and promotes the induction process. Elevated LuxR levels buffer against spurious variations in AI levels ensuring a robust response that endows the system with enhanced hysteresis. LuxR autoregulation also allows for two distinct responses within the same cell population.
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DUNLAP, PV;GREENBERG, EP
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GREENBERG, EP
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Arnold, Frances H.
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DOI：
10.1073/pnas.0308265100
发表时间：
2004-02-17
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作者：
Angeli, D;Ferrell, JE;Sontag, ED
通讯作者：
Sontag, ED