設計直角信号経路は,シーケンススペースの少ない占有を明らかにします
Conor J McClune1,2, Aurora Alvarez-Buylla1, Christopher A Voigt2
1Department of Biology, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA, USA.
研究者は,機能的なキナーゼ基板ペアを設計することによって,大腸菌で新しいシグナル伝達経路を作成しました. これは,配列空間が混雑していないことを示し,新しい,隔離された細胞経路の簡単な進化または新しい設計を可能にします.
科学分野:
- 分子生物学
- 合成生物学
- システム生物学
背景:
- 遺伝子の複製は新しい信号伝達経路を生み出しますが 交響を防ぐために 隔離が必要です
- 新しい経路の設計や ゲノム間の転送は,既存のパラログによる課題に直面しています.
- 経路導入の容易さは,特異性を決定する残留物によって定義される配列空間におけるパラログ密度に依存する.
研究 の 目的:
- 配列空間における並列経路の密度と分布を調査する.
- エシェリキア・コライの 新しく隔離された2組の信号伝達経路を生成する.
- 座標信号経路の新たな設計の可能性を評価する.
主な方法:
- 遺伝子組み換えタンパク質の 大規模なライブラリを分析するために 細胞分類と深層配列を組み合わせました
- 新しいキナーゼ-基板ペアを生成するための共進化パターンに基づく設計ライブラリ.
- E. coli の既存の経路に対する正方形の生成経路のテスト
主要な成果:
- 新種のキナーゼ基板特異性を有する58の隔離経路を成功裏に生成した.
- いくつかの新しい経路が既存の27のE. coli経路と正交であることを示した.
- シグナル伝達能力を高める 6 つの相互直角のキナーゼ基板のセットを特定した.
結論:
- シーケンス空間は,パラログな経路によって密集して占められていない.
- 新しい隔離経路が容易に進化するか,de novoで設計されることを示唆しています.
- 植物のサイトキニンに反応する 新しい経路を成功裏に設計し 新しい設計を検証しました
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