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Creating a Completely 'Cell-free' System for Protein Synthesis

机译：创建一个完全“无细胞”的蛋白质合成系统

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Cell-free protein synthesis is a promising tool to take biotechnology outside of the cell. A cell-free approach provides distinct advantages over in vivo systems including open access to the reaction environment and direct control over all chemical components for facile optimization and synthetic biology integration. Promising applications of cell-free systems include portable diagnostics, biotherapeutics expression, rational protein engineering, and biocatalyst production. The highest yielding and most economical cell-free systems use an extract composed of the soluble component of lysed Escherichia coli. Although E. coli lysis can be highly efficient (>99.999%), one persistent challenge is that the extract remains contaminated with up to millions of cells per mL. In this work, we examine the potential of multiple decontamination strategies to further reduce or eliminate bacteria in cell-free systems. Two strategies, sterile filtration and lyophilization, effectively eliminate contaminating cells while maintaining the systems' protein synthesis capabilities. Lyophilization provides the additional benefit of long-term stability at storage above freezing. Technologies for personalized, portable medicine and diagnostics can be expanded based on these foundational sterilized and completely cell-free systems. (C) 2015 American Institute of Chemical Engineers
机译：无细胞蛋白质合成是将生物技术带到细胞外的一种有前途的工具。与体内系统相比，无细胞方法具有明显的优势，包括开放访问反应环境和直接控制所有化学成分，以实现简便的优化和合成生物学整合。无细胞系统的应用前景广阔，包括便携式诊断，生物治疗学表达，合理的蛋白质工程和生物催化剂生产。产量最高且最经济的无细胞系统使用由裂解的大肠杆菌的可溶性成分组成的提取物。尽管大肠杆菌裂解效率很高（> 99.999％），但是一个持续的挑战是提取物仍然被每毫升多达数百万个细胞污染。在这项工作中，我们研究了多种去污策略进一步减少或消除无细胞系统中细菌的潜力。无菌过滤和冻干这两种策略可有效消除污染的细胞，同时保持系统的蛋白质合成能力。冻干提供了冰点以上储存时长期稳定性的额外好处。基于这些基本的无菌且完全无细胞的系统，可以扩展用于个性化，便携式医学和诊断的技术。 （C）2015美国化学工程师学会

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