Anomalous Scaling of Gene Expression in Confined Cell-Free Reactions.
Anomalous Scaling of Gene Expression in Confined Cell-Free Reactions.
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DOI：
10.1038/s41598-018-25532-3
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发表时间：
2018-05-09
影响因子：
4.6
通讯作者：
Maeda YT
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Sakamoto R;Noireaux V;Maeda YT
细胞表面破坏了分子跨膜扩散的对称性。在这里，我们研究了表面和大部分细胞大小的乳液液滴之间的空间相互作用如何改变无细胞转录/翻译（TXTL）系统模拟的基因表达。在半径R的液滴中合成的报告蛋白的浓度示出了与R3的预期大小依赖性不同的R4的异常几何缩放。鉴于TXTL在薄的表面层变得不那么有效，数学模型解释了实验中发现的异常尺寸依赖性。因此，细胞大小的隔室的表面可以对无细胞基因表达起调节作用。
Cellular surface breaks the symmetry of molecular diffusion across membrane. Here, we study how steric interactions between the surface and the bulk of cell-sized emulsion droplets alters gene expression emulated by a cell-free transcription/translation (TXTL) system. The concentration of synthesized reporter proteins in droplets of radius R shows an anomalous geometric scaling of R4 different from the expected size-dependence of R3. Given that TXTL becomes less efficient at thin surface layer, a mathematical model explains the anomalous size-dependence found in experiment. The surface of cell-sized compartment can thus play a regulatory role for cell-free gene expression.
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