Tunable Expression Tools Enable Single-Cell Strain Distinction in the Gut Microbiome.
Tunable Expression Tools Enable Single-Cell Strain Distinction in the Gut Microbiome.
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可调表达工具在肠道微生物组中实现了单细胞应变的区别。
DOI：
10.1016/j.cell.2017.03.041
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发表时间：
2017-04-20
期刊：
影响因子：
64.5
通讯作者：
Sonnenburg JL
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Whitaker WR;Shepherd ES;Sonnenburg JL
将合成生物学应用于肠道微生物工程，为研究微生物-宿主相互作用、进行诊断和提供治疗提供了新的途径。在这里，我们描述了一个工程拟杆菌（Bacteroides）的平台，拟杆菌是西方微生物群中最丰富的属，其中包括一个高通量菌株修饰的过程。我们已经确定了一种新的噬菌体启动子和翻译调节策略，并实现了前所未有的表达水平，使表达荧光蛋白的拟杆菌能够在小鼠肠道中稳定定植。对噬菌体启动子的详细描述提供了一组组成启动子，这些启动子的强度超过4个log，在肠道内超过14天没有可检测到的适应性负担。这些启动子在系统发育不同的拟杆菌物种中可预测地发挥超过百万倍的表达范围。有了这些启动子，独特的荧光信号被编码，使肠道内的六种物种得以分化。基于荧光蛋白的等基因菌株分化表明，肠道定植的优先性决定了结肠隐窝的占用。
Applying synthetic biology to engineer gut-resident microbes provides new avenues to investigate microbe-host interactions, perform diagnostics and deliver therapeutics. Here we describe a platform for engineering Bacteroides, the most abundant genus in the Western microbiota, which includes a process for high-throughput strain modification. We have identified a novel phage promoter and translational tuning strategy, and achieved an unprecedented level of expression that enables imaging of fluorescent-protein-expressing Bacteroides stably colonizing the mouse gut. A detailed characterization of the phage promoter has provided a set of constitutive promoters that span over four logs of strength without detectable fitness burden within the gut over 14 days. These promoters function predictably over a million-fold expression range in phylogenetically diverse Bacteroides species. With these promoters, unique fluorescent signatures were encoded to allow differentiation of six species within the gut. Fluorescent protein-based differentiation of isogenic strains revealed that priority of gut colonization determines colonic crypt occupancy.
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影响因子：
3.7
作者：
Engler, Carola;Kandzia, Romy;Marillonnet, Sylvestre
通讯作者：
Marillonnet, Sylvestre
影响因子：
30.3
作者：
Martens EC;Chiang HC;Gordon JI
通讯作者：
Gordon JI
影响因子：
46.9
作者：
Pédelacq, JD;Cabantous, S;Waldo, GS
通讯作者：
Waldo, GS
DOI：
10.1038/nbt1183-784
发表时间：
1983-01-01
期刊：
BIO-TECHNOLOGY
影响因子：
--
作者：
SIMON, R;PRIEFER, U;PUHLER, A
通讯作者：
PUHLER, A
影响因子：
17.1
作者：
Fischbach MA;Bluestone JA;Lim WA
通讯作者：
Lim WA