¿Qué oscilador genético debo usar para generar oscilaciones en un rango de 2 a 20 minutos?

Estoy buscando separar en fase la expresión de dos enzimas y, por lo tanto, estoy buscando un oscilador genético de múltiples componentes. Sin embargo, los represores y metabolizadores tienen un gran período de alrededor de 45 minutos. Osciladores Smolen como se describe en Stricker et al 2008 Un oscilador de genes sintéticos rápido, robusto y sintonizable parece algo que podría usar, sin embargo, no estoy seguro de si debería, soy nuevo en los osciladores.

Por favor, hágame saber qué tipo de oscilador recomendaría para un período de tiempo de 2 a 20 minutos, preferiblemente robusto. Cualquier otra información o recomendación relevante es bienvenida. El sistema previsto es Synechocystis 6803 pero el trabajo inicial se puede realizar en E coli.

Respuestas (1)

Creo que lo que pretende hacer no es posible con los mecanismos que propone.

En la mayoría de los circuitos genéticos transcripcionales y traduccionales, el factor limitante para el cambio de estado es la tasa de dilución o decaimiento.

Esto se debe a que las redes de regulación genética controlan directamente la tasa de producción, en lugar de la concentración. Por lo tanto, incluso si su oscilador se enciende y apaga instantáneamente (que no lo hará), su capacidad para apagar una enzima depende de la velocidad a la que disminuye su concentración.

Los mecanismos de degradación en la celda no funcionan en las escalas de tiempo que está buscando (consulte, por ejemplo, [1] , [2] ), por lo que debe depender de la dilución. E. coli en su máxima extensión dura aproximadamente 20 minutos de tiempo de división, e incluso los organismos que se duplican más rápido (p. ej., V. naturiegens ) alcanzan un máximo de alrededor de 7-10 minutos de tiempo de duplicación. Eso le da una vida media, no una eliminación completa, por lo que si desea que una enzima esté casi apagada (no solo disminuida), entonces sus tiempos objetivo simplemente no se pueden lograr con la regulación genética.

Cuando las células necesitan regular la actividad de la proteína en estas escalas de tiempo más estrictas, generalmente regulan el estado de la proteína en lugar de la concentración de proteína. Esto es más difícil, pero si realmente necesita alcanzar tiempos tan ajustados, le recomiendo que investigue tales mecanismos. Alternativamente, ¿realmente necesitas modular esto rápidamente?

Veo. Entiendo la limitación que tiene mi enfoque. Gracias por su respuesta detallada. De hecho, no estoy seguro de qué período estamos buscando, tendremos que verificarlo a través de modelos matemáticos. Voy a investigar lo que mencionas. El producto de la Enzima 1 (P) tiene un efecto de inhibición por retroalimentación sobre la Enzima 2, y queremos separar sus concentraciones en el tiempo. ¿Son los osciladores un buen enfoque o colocar la Enzima 2 bajo el control transcripcional de un factor de transcripción sensible a P? ¿Algún otro enfoque que se te ocurra?
Los osciladores son una idea muy interesante, si puede permitirse una escala de tiempo más larga. Sin embargo, los osciladores disponibles son frágiles, por lo que hacerlo probablemente implicaría un enfoque significativo en el oscilador. También puede usar el control transcripcional o intentar hacer una separación espacial (por ejemplo, dos cepas separadas) si el producto se puede exportar.
¿Qué oscilador genético debo usar para generar oscilaciones en un rango de 2 a 20 minutos?
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