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首页> 外文期刊>Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America >Fine-tuning gene networks using simple sequence repeats
【24h】

Fine-tuning gene networks using simple sequence repeats

机译：使用简单的序列重复对基因网络进行微调

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The parameters in a complex synthetic gene network must be extensively tuned before the network functions as designed. Here, we introduce a simple and general approach to rapidly tune gene networks in Escherichia coli using hypermutable simple sequence repeats embedded in the spacer region of the ribosome binding site. By varying repeat length, we generated expression libraries that incrementally and predictably sample gene expression levels over a 1,000-fold range. We demonstrate the utility of the approach by creating a bistable switch library that programmatically samples the expression space to balance the two states of the switch, and we illustrate the need for tuning by showing that the switch's behavior is sensitive to host context. Further, we show that mutation rates of the repeats are controllable in vivo for stability or for targeted mutagenesis-suggesting a new approach to optimizing gene networks via directed evolution. This tuning methodology should accelerate the process of engineering functionally complex gene networks.
机译：复杂的合成基因网络中的参数必须在网络按设计功能运行之前进行广泛的调整。在这里，我们介绍一种简单而通用的方法，使用嵌入核糖体结合位点间隔区的超可变简单序列重复序列，快速调整大肠杆菌中的基因网络。通过改变重复长度，我们生成了表达文库，可在1,000倍的范围内递增且可预测地采样基因表达水平。我们通过创建一个双稳态开关库来演示该方法的实用性，该库以编程方式对表达式空间进行采样以平衡开关的两个状态，并通过显示开关的行为对主机上下文敏感来说明进行调整的必要性。此外，我们表明，重复序列的突变率在体内对于稳定性或靶向诱变是可控制的，这是通过定向进化优化基因网络的一种新方法。这种调整方法应能加速工程功能复杂的基因网络的过程。

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