抑制震荡子

✍ dations ◷ 2025-11-22 07:52:48 #合成生物学

抑制震荡子(英语:Repressilator)是一个人工合成的基因调控网络。它是一个由三个基因组成的环形振荡器,其中的每个基因各自表达抑制蛋白并抑制下一个基因的表达。

Michael Elowitz和Stanislas Leibler在2000年最早发表了抑制震荡子。该网络的设计能够使绿色荧光蛋白的水平产生稳定的震荡,其作用与具有固定震荡周期的电子振荡器系统类似。通过标准的分子生物学方法,研究者在大肠杆菌中组建了这一网络,并通过观察证实了改造菌落具有期望中的振荡行为。

抑制震荡子由三个连成反馈环路的基因组成,其中每个基因抑制环路中的下一个基因,并被前一个基因抑制。另外,绿色荧光蛋白被用作系统的报告基因,使我们可以使用荧光显微镜观察网络的行为。

两个简单的数学模型指导了抑制震荡子的设计,其中一个是连续的和确定的,另一个是离散的和随机的。

通过分析这些数学模型,我们可以确定能够产生持续振荡的各种速率参数的值。研究者发现一些条件有利于振荡的发生,例如与高效核糖体结合位点偶联的强启动子,严格的转录抑制(低泄露),协同抑制以及较为接近的蛋白质和mRNA降解速率。

从这些分析中可以得出两个设计要点。

首先,为了减小泄漏,原有的启动子区被替换为更严格的混合启动子。这种混合启动子其结合了λP L 启动子与LACL和TetR的操纵序列。

第二,为了减少抑制蛋白和mRNA之间的寿命差异,每个抑制蛋白基因的3'末端都被添加了基于ssRA序列的末端标签。这种标签可以被蛋白酶识别,并引导蛋白酶降解被标记的蛋白质。

研究者使用了一种低拷贝质粒表达抑制震荡子,使用了另一种高拷贝的质粒表达报告基因。这两种质粒都需要被转化到大肠杆菌中。

抑制震荡子是合成生物学的里程碑,它证明可以通过人工设计实现表达期望功能的基因调控网络。此外,初期的实验使我们可以对许多生物体中发现的生物钟得出新的评价。这些生物钟往往比抑制剂表现得更强大。最近在RIKEN定量生物学中心进行的一项调查发现,单个蛋白质分子可以经由化学修饰形成与温度无关的自持振荡器。

抑制震荡子在数学上的应用可能有助于从昼夜节律到内分泌等领域的研究。通过对抑制震荡子的研究,我们能够更清楚的阐明自然生物系统中固有的同步性以及影响它们的因素。

2016年,一个研究团队大大提高了原始设计的准确性。  

相关

  • 江西巡抚江西巡抚,全称巡抚江西地方兼理军务,为明朝设立的一个巡抚职位。清朝亦设有这个职位。丙午科翻译举人。乾隆二十五年十月丙申自刑部右侍郎调任署理,十二月丙戌调署安徽巡抚。
  • 2019冠状病毒病摩纳哥疫情2019冠状病毒病摩纳哥疫情,介绍在2019新型冠状病毒疫情中,在摩纳哥发生的情况。2020年2月28日,摩纳哥确诊首例新冠肺炎病例,已被隔离,将送往法国尼斯治疗。3月12日,摩纳哥确诊第2
  • 诺福克县 (马萨诸塞州)诺福克县(英语:Norfolk County)是位于美国马萨诸塞州的一个县,县治为戴德姆。根据2010年人口普查统计,诺福克县共有人口670,850人,其中白人占89.02%、亚裔美国人占5.5%、非裔美国
  • 格利泽667格利泽667(英语:Gliese 667,又称HR 6426或MLO 4)是天蝎座的一个三恒星系统,离地球大约6.97秒差距(22.7光年)。除了三个相互有引力约束的恒星系统外,它还包括第四个光学密近成员(视星
  • 电源线电源线(英语:Power cord),泛指一条电线或电缆,连接电器与电源插座。电源线,可能是一端是固定在电器上,或是可拆卸的。基于使用上的安全性,在电源线上,常标示出电压与电流的额定规格。
  • 爱德华·汉德爱德华·汉德(英语:Edward Hand,1744年12月31日-1802年9月3日),爱尔兰裔军医,美国独立战争时期大陆军将军,曾任联邦议会议员。汉德生于1744年爱尔兰国皇郡(King's County,今奥法利郡),于
  • 田中静壹田中静壹(1887年10月1日-1945年8月24日),日本兵库县人。二次大战时日军第13师团师团长,毕业于日本陆军士官学校二十期,中将。后任东部军司令官,大将。1945年8月15日日本战败,田中静
  • 托马斯·德利宁凯蒂斯托马斯·德利宁凯蒂斯(立陶宛语:Tomas Delininkaitis,1982年6月11日-),立陶宛篮球运动员,现在效力于希腊球队雅典AEK篮球俱乐部。他也代表立陶宛国家篮球队参赛。
  • 屏东美术馆屏东美术馆(Pingtung Art Museum),简称屏美馆,它是台湾第一座,且唯一的乡镇市级美术馆。美术馆为地上三层之建筑物,占地面积约为980平方米。馆内一楼有两处展览室,并有贩售咖啡简餐
  • 王世忠王世忠,原名克把库、又作革把库,哈达那拉氏,哈达国主孟格布禄次子,哈达灭亡后,入明成长为官,谋求恢复故地,并对后金国内的海西女真旧部实行策反,清兵入关后投降清廷。克把库为哈达国