合成生物催化剂工程

摘译自:https://science.sciencemag.org/content/372/6542/eabf8424

目前,已经绘制出酿酒酵母的全局基因相互作用网络,鉴定了在功能相关基因之间数千个常发生的互作。由于全局遗传网络是在特定的参考条件下绘制的,不同环境条件对该网络的影响仍不清楚。利用自动化酵母遗传学结合目前已知的参考图谱,能够量化新环境会在多大程度上调节已知的遗传互作或产生新的遗传互作,对细胞的整体遗传网络产生影响。

近日,多伦多大学Brenda AndrewsCharles Boone以及明尼苏达双城大学Chad L. Myers合作在Science发文“Environmental robustness of the global yeast genetic interaction network”,揭示了酵母全局遗传互作网络对于在不同环境下具有强大的鲁棒性。作者在14个不同的环境中测试了~4000个酵母单突变体的基因-环境相互作用,测试条件包括替代碳源、渗透和基因毒性胁迫,以及分别添加针对酵母不同生物过程的11个生物活性化合物。进一步地,为了量化基因-基因与环境的相互作用,作者构建了约30000个不同的双突变体,包括所有主要的酵母生物过程注释基因,并对它们的遗传相互作用进行了评分。虽然在14种条件下一共发现了约10000种差异相互作用,但实际单一特殊条件下的差异互作比已有的参考遗传互作网络鉴定出的要少60%,表明基因-基因与环境的互作相对于基因-基因互作比较罕见。平均而言,单一环境扰动调节了约14%的遗传互作,并揭示了约7%新的有差异的互作。基因-基因相互作用倾向于连接具有密切功能关系的基因对,新的差异基因-基因-环境互作则介导了具有不同作用的基因对之间的弱关联。

该文的发现揭示了环境条件如何调节酵母全球遗传相互作用网络,使我们能够评估遗传网络的可塑性,以及绘制不同环境下的遗传相互作用图。尽管不同的环境有可能揭示新的相互作用,并揭示先前未被识别但功能较弱的基因之间的联系,但绝大多数的基因相互作用在不同的条件下保持不变,这表明酵母的全球遗传相互作用网络对环境扰动具有很大的鲁棒性。

(张译文 摘译)


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