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锐谈 「 Nat. Chem. Biol：合成生物学重构细菌糊口形态

锐谈 「 Nat. Chem. Biol：合成生物学重构细菌糊口形态

  • 分类： 新闻动态
  • 作者：泪落如鱼
  • 来源：https://www.nature.com/articles/s41589-022-01194-1
  • 发布时间：2023-01-11 13:42
  • 访问量：

锐谈 「 Nat. Chem. Biol：合成生物学重构细菌糊口形态

【概要描述】

  • 分类： 新闻动态
  • 作者：泪落如鱼
  • 来源：https://www.nature.com/articles/s41589-022-01194-1
  • 发布时间：2023-01-11 13:42
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合成生物学通过改造细菌已经实现了在各个领域的广泛应用。

但是一个显著的问题在于，正确控制条件下的游离态细菌，是所有合成生物学元件和系统的设计、结构和表达验证的重要前提，类似于经典物理学笑话“真空状态下的球形母鸡”。
事实上，在状态下，细菌会依据环境变化，在游离态和被膜聚集态「biofilm」之间切换获取最大的生存机遇。
基于此，来自美国UIUC的Ting Lu研究团队率先在工程菌中重构了可调节的微生物生活形态并证明了其正交性、模块性与可编程性。
这项研究效果“De novo engineering of a bacterial lifestyle program”发表2,02212月的固然子刊Nature Chemical Biology。

Dr. Lu及查究团队以乳酸菌Lactococcus lactis为底盘菌，选拔了外貌蛋白当作细菌被膜的构成砌块。
搜寻和过表达四十五种与外表干系的蛋白往后，查究者获得了四种成膜性和聚集性展现优异的蛋白，看成后续实验用的细菌被膜构成砌块。
然后，查究者构建了不同表达体系，实现了乳酸链球菌肽和锌离子诱导的成膜和按捺成膜过程，完成了细菌遵从环境诱导从游离态到被膜聚集态的改换。

接下来，考究者在砌块蛋白序列中参预了蛋白酶辨别位点，通过利用蛋白酶水解过程，兑现了细菌从被膜聚集态到游离态的变换。
然后，查究者进一步设计了精致的表达体例控制砌块蛋白和蛋白酶的准确表达，实现了差别境况下成膜和消失的双向过程，重构了细菌在境况成分刺激下于游离态和被膜聚集态之间的调换。

末了，查究者在其重构的可遵照固然前提主动变更糊口形态的细菌平台中，引入了另外功能卵白的表达，分别兑现了其在特定细菌形态中的特异表达，和岂论细菌形态的独立表达。

此项查究重构了细胞被膜的成膜妥协构过程，并通过基因调节回路的切确控制重现了由境况诱导的细菌糊口形态之间的自动调换过程，并运用此体系实现了细菌形态关系和正交的功能卵白表达。
这项研究成果在生物制造、益生菌靶向治疗和细菌被膜乃至菌群研究中都有潜在应用。

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41589-022-01194-1

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