用于无细胞和细菌系统中基因动态调控的多级CRISPRa/i基因回路 

合成生物催化剂摘译自https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2405471221004191#! 
       动态调节生物系统中的基因表达能够保存资源,对刺激作出反应,并产生复杂的、依赖时间的行为。然而仅报道了十分有限的基因回路能够实现复杂的基因表达调控。基于CRISPR-Cas系统的基因回路在基因调控网络设计中具有很大的前景。近日,来自华盛顿大学的James M. Carothers课题组将CRISPRa和CRISPRi基因回路进行整合,通过控制scRNA(scaffold RNA,引导dCAS靶向启动子上游)和sgRNA的表达来设计多级基因表达调控回路,包括CRISPRa+CRISPRi、CRISPRa级联、CRISPRa/i级联和非相关I型前馈回路(incoherent type-1 feedforward loop,I1-FFL)。课题组分别在无细胞转移系统和大肠杆菌中表征了这些基因回路,通过对scRNA和sgRNA的表达水平匹配和启动子设计可实现不同水平的基因动态表达,通过控制转录激活因子的表达实现基因回路的可控启动。总的来说,课题组将CRISPRa与CRISPRi进行集成,设计的多级基因动态调控回路拓展了基因电路设计空间,在代谢工程中基因动态调控表达、多路生物传感器和自适应生物计算机中有潜在的应用价值。 
       相关文章发表在《Cell System》期刊上,题为“Multi-layer CRISPRa/i circuits for dynamic genetic programs in cell-free and bacterial systems”。 
图:CRISPRa/i多级基因回路示意图 
(周晓杰 摘译)
 

 


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