In our riboregulator system (Fig. 1

In our riboregulator system (Fig. 1), distinct promoters independently
regulate the transcription of two RNA species—a cisrepressedmRNA(
crRNA) and a noncoding, trans-activatingRNA
(taRNA). Initially, target gene translation of the crRNAis blocked
by a stem loop, which spontaneously forms in its 5′-untranslated
region (UTR), sequesters the ribosome binding site (RBS), and
prevents ribosome docking; stem loop formation is mediated by
a short sequence (cis-repressive sequence, ≈25 nt) located within
the mRNA 5′-UTR that binds the RBS. The taRNA contains
a sequence (≈26 nt) that is complementary to the cis-repressive
sequence and is capable of activating translation. When both RNA
species are expressed, the taRNA targets the crRNA and outcompetes
the cis-repressive element, leading to stem loop unwinding,
availability of the RBS for ribosome binding, and translation
of the target protein. Recently, this system was applied as the
basis for a genetic circuit that can count user-defined inputs (20).
The riboregulator system possesses a unique set of collective
features (Fig. 1), which makes it an ideal synthetic biology platform
for interfacing with and exploring different microbial systems.
These features include component modularity, physiologically
relevant protein production, leakage minimization, fast response
time, tunability, and the potential to be scaled up to independently
regulate multiple genes simultaneously. Here we apply the riboregulator
system in a series of in vivo experiments aimed at demonstrating
these advantageous features. We tracked GFP fusion
protein expression from environmentally sensitive promoters in
wild-type cells, highlighting the system’s physiologically relevant
protein production and component modularity. We also analyzed
the systems-level biological response to expression of the CcdB
toxin, illustrating the platform’s low leakage. Additionally, we
sensitively perturbed the response dynamics of a core biological
response network followingDNA damage, showcasing the tunable
gene expression and fast response time one can achieve with the
riboregulator. Finally, we computed orthogonal inputs that affect
inner membrane permeability and outer membrane integrity, respectively,
to combinatorially lyse cells, demonstrating how interoperable
riboregulators can be used to independently regulate
multiple genes inside a cell and create a programmable kill switch
for bacteria. Together, these studies show how the riboregulator
system facilitates microbiology experiments that would otherwise
prove difficult to execute using commonly used methods and
present an exciting synthetic biology tool for inducing rapid bacterial
cell death.

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ในระบบของเรา riboregulator (รูปที่ 1). โปรโมเตอร์ที่แตกต่างกันได้อย่างอิสระ
ควบคุมการถอดรหัสของสองอาร์เอ็นเอสายพันธุ์ cisrepressedmRNA (
crRNA) และ noncoding, ทรานส์ activatingRNA
(Tarna) ในขั้นต้นการแปลยีนเป้าหมายของ crRNAis ที่ถูกปิดกั้น
โดยวงลำต้นซึ่งเป็นธรรมชาติในรูปแบบที่ไม่ได้แปล 5'-ของ
ภูมิภาค (UTR) กักเก็บไรโบโซมผูกพันเว็บไซต์ (RBS) และ
ป้องกันไม่ให้เชื่อมต่อไรโบโซม; การสร้างห่วงลำต้นเป็นผู้ไกล่เกลี่ยโดย
ลำดับสั้น (ลำดับ CIS-ปราบปราม≈25 NT) ตั้งอยู่ภายใน
mRNA 5'-UTR ที่ผูก RBS Tarna มี
ลำดับ (≈26 NT) ที่เป็นที่เกื้อกูลต่อ CIS-ปราบปราม
ลำดับและมีความสามารถในการเปิดใช้งานการแปล เมื่อทั้งสองอาร์เอ็นเอ
สายพันธุ์ที่ได้รับการแสดง Tarna เป้าหมาย crRNA และกว่าการ
องค์ประกอบ CIS-ปราบปรามนำไปสู่ต้นกำเนิดวงคลี่คลาย,
ความพร้อมของ RBS สำหรับไรโบโซมมีผลผูกพันและการแปล
ของโปรตีนเป้าหมาย เมื่อเร็ว ๆ นี้ระบบนี้ถูกนำมาใช้เป็น
พื้นฐานสำหรับวงจรทางพันธุกรรมที่สามารถนับปัจจัยการผลิตที่ผู้ใช้กำหนด (20).
ระบบ riboregulator ครอบครองชุดที่เป็นเอกลักษณ์ของส่วนรวม
คุณสมบัติ (รูปที่ 1). ซึ่งทำให้แพลตฟอร์มชีววิทยาสังเคราะห์ที่เหมาะ
สำหรับการเชื่อมต่อ ด้วยการสำรวจและระบบจุลินทรีย์ที่แตกต่างกัน.
คุณสมบัติเหล่านี้รวมถึงต้นแบบองค์ประกอบทางสรีรวิทยา
การผลิตโปรตีนที่เกี่ยวข้องลดการรั่วไหลของการตอบสนองอย่างรวดเร็ว
เวลา tunability และศักยภาพที่จะปรับขึ้นเป็นอิสระ
ควบคุมยีนหลายคนพร้อมกัน ที่นี่เราใช้ riboregulator
ระบบในชุดของการทดลองในร่างกายที่มีวัตถุประสงค์เพื่อแสดงให้เห็นถึง
คุณสมบัติที่ได้เปรียบเหล่านี้ เราติดตามฟิวชั่น GFP
การแสดงออกของโปรตีนจากผู้สนับสนุนที่มีความสำคัญต่อสิ่งแวดล้อมใน
เซลล์ชนิดป่าและไฮไลท์ของระบบที่เกี่ยวข้องทางสรีรวิทยา
การผลิตโปรตีนและต้นแบบส่วนประกอบ นอกจากนี้เรายังวิเคราะห์
ระบบระดับการตอบสนองทางชีวภาพเพื่อการแสดงออกของ Ccdb
พิษประกอบการรั่วไหลต่ำแพลตฟอร์มของ นอกจากนี้เรา
ละม่อมตกอกตกใจกับการเปลี่ยนแปลงการตอบสนองของทางชีวภาพหลักของ
เครือข่ายการตอบสนองต่อความเสียหาย followingDNA จัดแสดงพริ้ง
การแสดงออกของยีนและเวลาตอบสนองที่รวดเร็วหนึ่งสามารถประสบความสำเร็จกับ
riboregulator สุดท้ายเราคำนวณปัจจัยการผลิตฉากที่มีผลต่อ
การซึมผ่านเยื่อหุ้มชั้นและความสมบูรณ์ของเยื่อหุ้มชั้นนอกตามลำดับ
เพื่อ combinatorially เซลล์ Lyse แสดงให้เห็นถึงวิธีการทำงานร่วมกัน
riboregulators สามารถใช้ในการควบคุมอิสระ
ยีนหลายภายในเซลล์และสร้างสวิทช์ฆ่าโปรแกรม
สำหรับแบคทีเรีย ร่วมกันศึกษาเหล่านี้แสดงให้เห็นว่า riboregulator
ระบบอำนวยความสะดวกในการทดลองทางจุลชีววิทยาที่อาจจะ
พิสูจน์ได้ยากที่จะดำเนินการโดยใช้วิธีการที่ใช้กันทั่วไปและ
นำเสนอเครื่องมือชีววิทยาสังเคราะห์ที่น่าตื่นเต้นสำหรับการกระตุ้นให้เกิดเชื้อแบคทีเรียได้อย่างรวดเร็ว
การตายของเซลล์

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ในระบบ riboregulator ของเรา ( รูปที่ 1 ) , โปรโมเตอร์ที่แตกต่างกันอย่างอิสระ
ควบคุมการถอดรหัสของยีนสอง species-a cisrepressedmrna (
crrna ) และ noncoding Trans activatingrna
( tarna ) ในตอนแรก เป้าหมายของการแปลของ crrnais บล็อก
โดยก้านห่วง ซึ่งเป็นธรรมชาติของรูปในนั้นนี่
5 ภูมิภาค ( UTR ) sequesters เว็บไซต์ผูกพันไรโบโซม ( RBS ) และ
ป้องกันไรโบโซม docking การห่วงก้านเป็นคนกลาง โดย
ลำดับสั้น ( CIS ซึ่งเป็นลำดับ ≈ 25 NT ) ตั้งอยู่ภายในของพวกเขา -
5 UTR ที่ผูก RBS . การ tarna ประกอบด้วย
ลำดับ ( ≈ 26 NT ) ที่เสริมจาก CIS และสามารถปราบปราม
ลำดับการแปล เมื่อทั้งสอง RNA
ชนิดจะแสดง , tarna เป้าหมาย crrna outcompetes
และCIS ซึ่งเป็นองค์ประกอบที่นำไปสู่ต้น loop เพื่อ
ความพร้อมของ RBS สำหรับแร็ตเชตผูกพันและการแปล
ของโปรตีนเป้าหมาย เมื่อเร็วๆ นี้ ระบบนี้ได้ถูกใช้เป็นฐานสำหรับวงจรพันธุกรรม
ที่สามารถนับผู้ใช้ปัจจัยการผลิต ( 20 ) .
ระบบ riboregulator มีคุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์ของลักษณะร่วมกัน
( รูปที่ 1 ) ซึ่งทำให้มันเหมาะสำหรับแพลตฟอร์ม
สังเคราะห์ชีววิทยาสำหรับการเชื่อมต่อกับและสำรวจระบบจุลินทรีย์ที่แตกต่างกัน .
คุณสมบัติเหล่านี้รวมถึงส่วนประกอบต้นแบบ physiologically
การผลิตโปรตีนที่เกี่ยวข้องการการตอบสนองรวดเร็ว
เวลา tunability และศักยภาพที่จะสามารถปรับขนาดขึ้นอย่างอิสระ
ควบคุมหลายตัวพร้อมกัน ที่นี่เราใช้ระบบ riboregulator
ในชุดของการทดลอง โดยมุ่งแสดงถึง
คุณสมบัติที่มีประโยชน์เหล่านี้ เราตามรอย GFP โปรตีนที่มีการแสดงออกจากฟิวชั่น

โปรโมเตอร์ในสิ่งแวดล้อมของเซลล์ เน้นระบบของเราที่เกี่ยวข้อง
การผลิตโปรตีนและส่วนประกอบต้นแบบ . เรายังได้วิเคราะห์
ระดับระบบชีวภาพตอบสนองต่อการแสดงออกของ ccdb
พิษ แสดงเป็นแพลตฟอร์มที่มีการรั่วไหล นอกจากนี้เรา
อย่างน้อยใจ วนเวียน การตอบสนองพลวัตหลักชีวภาพ
การตอบสนองเครือข่าย followingdna ความเสียหายแสดงถึงการแสดงออกของยีนพริ้ง
และตอบสนองอย่างรวดเร็วเวลาหนึ่งสามารถบรรลุด้วย
riboregulator . ในที่สุด เราคำนวณปัจจัยซึ่งมีผลต่อการซึมผ่านของเยื่อชั้นใน
และสมบูรณ์ เนื้อเยื่อชั้นนอก ตามลำดับ จะทำให้เซลล์ combinatorially

ส่งถึงแค่ไหนriboregulators สามารถใช้อิสระควบคุม
หลายยีนภายในเซลล์ และสร้างโปรแกรมฆ่าสลับ
แบคทีเรีย ด้วยกัน การศึกษาเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าระบบ riboregulator

สะดวกจุลชีววิทยาการทดลองที่อาจจะพิสูจน์ยากที่จะดำเนินการโดยใช้วิธีการที่ใช้กันทั่วไป และปัจจุบันเป็นเครื่องมือสังเคราะห์ชีววิทยา

ตื่นเต้นกระตุ้นอย่างรวดเร็วแบคทีเรียเซลล์ตายได้