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In-vitro Mutagenesis01:16

In-vitro Mutagenesis

To learn more about the function of a gene, researchers can observe what happens when the gene is inactivated or “knocked out,” by creating genetically engineered knockout animals. Knockout mice have been particularly useful as models for human diseases such as cancer, Parkinson’s disease, and diabetes.
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Gene Conversion

Other than maintaining genome stability via DNA repair, homologous recombination plays an important role in diversifying the genome. In fact, the recombination of sequences forms the molecular basis of genomic evolution. Random and non-random permutations of genomic sequences create a library of new amalgamated sequences. These newly formed genomes can determine the fitness and survival of cells. In bacteria, homologous and non-homologous types of recombination lead to the evolution of new...
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Conservative Site-specific Recombination and Phase Variation

Because the DNA segments are cut and reorganized in a direction-specific manner, site-specific recombination has emerged as an efficient genetic engineering technique. Flippase and Cyclization recombinases or Flp and Cre, respectively, are two members of the tyrosine recombinase family derived from bacteriophages, that are used to mediate site-specific DNA insertions, deletions, and targeted expression of proteins in mammalian cell lines.
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Gene Duplication and Divergence02:37

Gene Duplication and Divergence

The seminal work of Ohno in 1970 popularized the idea of gene duplication and divergence. DNA sequence comparison studies reveal that a large portion of the genes in bacteria, archaebacteria, and eukaryotes was  generated by gene duplication and divergence, indicating its critical role in evolution.
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Recombinant DNA

Overview
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Other than maintaining genome stability via DNA repair, homologous recombination plays an important role in diversifying the genome. In fact, the recombination of sequences forms the molecular basis of genomic evolution. Random and non-random permutations of genomic sequences create a library of new amalgamated sequences. These newly formed genomes can determine the fitness and survival of cells. In bacteria, homologous and non-homologous types of recombination lead to the evolution of new...

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遺伝子調節に対するボトムアップのアプローチ

Nicholas J Guido1, Xiao Wang, David Adalsteinsson

  • 1Department of Biomedical Engineering, Bioinformatics Program, Center for BioDynamics and Center for Advanced Biotechnology, Boston University, 44 Cummington Street, Boston, Massachusetts 02215, USA.

Nature
|February 17, 2006
PubMed
まとめ

研究者は,精密な遺伝子発現制御のために,Escherichia coliに新しいプロモーターを設計しました. このモジュラー合成生物学のアプローチは,単純な構成要素から複雑な遺伝子ネットワークの行動を予測し,細胞調節のボトムアップ理解を進めることができます.

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科学分野:

  • 合成生物学 合成生物学とは
  • システム生物学 システム生物学
  • 分子生物学は分子生物学である.

背景:

  • 合成遺伝子ネットワークは,細胞の調節を研究するための簡素化されたシステムを提供します.
  • ボトムアップのアプローチでは,結合遺伝子ネットワークモジュールからの予測可能な行動が必要です.

研究 の 目的:

  • エシェリキア・コライ菌における遺伝子発現の同時抑制と活性化のためのプロモーターを設計する.
  • 合成遺伝子ネットワークの行動を予測するためのストキャスティックモデルを開発および検証.
  • ネットワークの複雑性と遺伝子発現のノイズとの関係を調査する.

主な方法:

  • エシェリキア・コリで新しいプロモーターを設計する.
  • 異なる規制条件で合成遺伝子ネットワークを構築する.
  • 表現手段と分布を捉えるストキャスティックモデルの開発.
  • ポジティブなフィードバックと成長停止を含む,モデルの予測の実験的検証.

主要な成果:

  • エンジニアリングされたプロモーターは,遺伝子発現の同時抑制と活性化を可能にしました.
  • ストキャスティックモデルは,シンプルで複雑な合成遺伝子ネットワークの行動を正確に予測しました.
  • 細胞成長停止時にタンパク質発現の騒音の増加が観察され,モデルの予測が確認されました.
  • この研究では,モジュール構成要素から複雑なネットワーク行動の予測可能性が実証されました.

結論:

  • 規制サブシステムの特性は,より大きく,複雑なネットワークの行動を予測することができます.
  • 合成生物学におけるボトムアップアプローチは,遺伝子調節に関する貴重な洞察を提供します.
  • エンジニアリングされたプロモーターと検証されたモデルは,予測可能な合成遺伝子ネットワークを構築するためのツールとして機能します.