用蛋白质稳定开关对酵母进行严格的基因生物封闭工程

科学领域:

• 合成生物学 合成生物学
• 生物技术是生物技术.
• 微生物遗传学微生物遗传学

背景情况:

• 合成生物学为资源利用,环境修复和医疗保健提供解决方案.
• 目前的安全措施不足以在开放环境中部署工程微生物.
• 基因生物控制系统对于工程微生物的安全应用至关重要.

研究的目的:

• 开发一种新的,基因编码的生物控制系统,用于工程微生物.
• 提高在开放环境中合成生物学应用的安全性.
• 确定适用于基于条件蛋白质稳定性的制的基本基因.

主要方法:

• 使用了依赖于雌激素的破坏性域降解 (ERdd) 系统.
• 在微生物中,ERdd标记了775个必需基因.
• 选了表现出依赖雌醇生长的菌株,用于生物控制.

主要成果:

• 确定了SPC110,DIS3和RRP46作为非常适合ERdd标记的目标.
• 开发出没有生长缺陷的菌株,在雌激素中没有生长缺陷,并且在没有雌激素的情况下具有强烈的抑制作用.
• 通过SPC110-ERdd (逃逸频率<5×10^-7) 实现了严格的制,通过C端域去除进一步改进到<10^-8.

结论:

• 有条件的蛋白质稳定性为遗传生物约束提供了一种新的,机理上正交的方法.
• 该ERdd系统为工程微生物生长提供了强大的和可调节的控制.
• 这项技术提高了在现实世界应用中部署合成生物学的安全性.