Tuning the dynamic range of bacterial promoters regulated by ligand-inducible transcription factors.
Tuning the dynamic range of bacterial promoters regulated by ligand-inducible transcription factors.
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DOI：
10.1038/s41467-017-02473-5
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发表时间：
2018-01-04
影响因子：
16.6
通讯作者：
Bennett MR
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Chen Y;Ho JML;Shis DL;Gupta C;Long J;Wagner DS;Ott W;Josić K;Bennett MR
合成生物学家面临的一项挑战是对遗传电路调控元件进行可预测的调整以产生所需的输出。由配体诱导转录因子系统驱动的基因表达必须表现出正确的ON和OFF特征：分别在存在和不存在诱导物的情况下适当的激活和泄漏。然而，启动子的动态范围（即开和关状态之间的绝对差）很难控制。我们报告了一种调整配体诱导型启动子的动态范围以实现所需的开和关特性的方法。我们构建了 AraC 和 LasR 调节启动子的组合组，其中包含来自合成启动子和大肠杆菌启动子的 -10 和 -35 个位点。选择具有不同动态范围的四种序列组合来构建由两个和三个配体诱导转录因子（LacI、TetR、AraC、XylS、RhlR、LasR 和 LuxR）调节的多输入转录逻辑门。这项工作能够对监管成分的动态范围进行可预测的控制。为了使合成基因电路按照设计运行，配体诱导型启动子应表现出可预测的开/关特征。在这里，作者设计了多输入混合启动子来构建转录逻辑门。
One challenge for synthetic biologists is the predictable tuning of genetic circuit regulatory components to elicit desired outputs. Gene expression driven by ligand-inducible transcription factor systems must exhibit the correct ON and OFF characteristics: appropriate activation and leakiness in the presence and absence of inducer, respectively. However, the dynamic range of a promoter (i.e., absolute difference between ON and OFF states) is difficult to control. We report a method that tunes the dynamic range of ligand-inducible promoters to achieve desired ON and OFF characteristics. We build combinatorial sets of AraC-and LasR-regulated promoters containing −10 and −35 sites from synthetic and Escherichia coli promoters. Four sequence combinations with diverse dynamic ranges were chosen to build multi-input transcriptional logic gates regulated by two and three ligand-inducible transcription factors (LacI, TetR, AraC, XylS, RhlR, LasR, and LuxR). This work enables predictable control over the dynamic range of regulatory components. For synthetic gene circuits to behave as designed, ligand-inducible promoters should display predictable ON/OFF characteristics. Here the authors design multi-input hybrid promoters to build transcriptional logic gates.
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通讯作者：
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