合成生物催化剂,摘译自:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0092867421002932

基因组最小化提供了一个令人信服的合成生物学方法从相互作用的必需基因来研究基本生理过程。为了实现这一目标,文特尔研究所的研究人员运用基因组最小化和工程生物学流程,为单细胞生命开发了一个易于处理的平台。他们通过构建一个功能性合成基因组来驱动活细胞的繁殖(JCVI-syn1.0,接近野生型Mycoplasma mycoides亚种),随后进一步简化基因组来提供一个几乎最小的活细胞JCVI-syn3.0,基因数量从JCVI-syn1.0901个降低到473个,但是JCVI-syn3.0出现一个出乎意料的特征,即细胞形态发生巨大变化,如丝状、泡状和其他不规则形态,而野生型支原体和JCVI-syn1.0无该现象。本研究为了确定在基因组最小的JCVI-syn3.0正常形态和细胞分裂的遗传需求。

盖瑟斯堡国家标准与技术研究所Elizabeth A. Strychalski和文特尔研究所John I. GlassCell期刊发文Genetic requirements for cell division in a genomically minimal cell,表征最小基因组细胞繁殖和确定影响细胞形态的基因。为了研究哪些基因引起从JCVI-syn1.0最小化到JCVI-syn3.0时细胞形态变化,作者将JCVI-syn1.0基因组分成8个片段,在JCVI-syn1.0基础上依次替换JCVI-syn3.0对应的8个最小化片段,在微流控恒化器观察细胞形态,发现一株名为RGD6(片段6替换)与JCVI-syn3.0有类似的细胞形态,说明JCVI-syn3.0片段6中被删减的基因与细胞形态有关。最小化片段6共删减了76个基因,有一个包含ftsZ的基因簇,位于dcw位点,是一个已知参与多数细菌程序性细胞分裂的保守基因簇。因此,作者构建一个接近最小的片段6,包含了ftsZ的基因簇和dcw上下游基因簇(共19个基因)。

JCVI-syn3A细胞是JCVI-syn3.0细胞外加上述19个基因的接近最小基因组细胞,其形态与JCVI-syn1.0相似。作者进一步鉴定这19个基因中哪些基因与细胞分裂和形态有关。19个基因中有3个是rRNA操纵子的多余拷贝,本文证明这3个基因不影响细胞形态,剩下的16个基因根据基因簇被分成8组。在JCVI-syn3基础上分别以不同组合叠加前述8组基因,发现至少第126组基因叠加后表现出正常细胞形态。这126组基因包括7个基因:两个已知的细胞分裂基因ftsZsepF、一个未知底物的水解酶和4个编码未知功能的膜相关、未知功能的蛋白质。这7个基因共同作用可以恢复类似JCVI-syn1.0的细胞表型。这一结果表明了细胞分裂的多基因性质和最小基因组形态学特征。

(徐佳琪 摘译)


地址:浙江省湖州市红丰路1366号 湖州市南太湖科技创新中心1-3楼 邮编:313000
电话:0572-2165708 传真:0572-2165708 Email:info@cibt.ac.cn

Powered by PageAdmin CMS