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High-Resolution Scanning of Optimal Biosensor Reporter Promoters in Yeast.
ACS Synthetic Biology ( IF 3.7 ) Pub Date : 2020-01-31 , DOI: 10.1021/acssynbio.9b00333 Francesca Ambri 1 , Vasil D'Ambrosio 1 , Roberto Di Blasi 1 , Jerome Maury 1 , Simo Abdessamad Baallal Jacobsen 1 , Douglas McCloskey 1 , Michael K Jensen 1 , Jay D Keasling 1, 2, 3, 4, 5
ACS Synthetic Biology ( IF 3.7 ) Pub Date : 2020-01-31 , DOI: 10.1021/acssynbio.9b00333 Francesca Ambri 1 , Vasil D'Ambrosio 1 , Roberto Di Blasi 1 , Jerome Maury 1 , Simo Abdessamad Baallal Jacobsen 1 , Douglas McCloskey 1 , Michael K Jensen 1 , Jay D Keasling 1, 2, 3, 4, 5
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Small-molecule binding allosteric transcription factors (aTFs) derived from bacteria enable real-time monitoring of metabolite abundances, high-throughput screening of genetic designs, and dynamic control of metabolism. Yet, engineering of reporter promoter designs of prokaryotic aTF biosensors in eukaryotic cells is complex. Here we investigate the impact of aTF binding site positions at single-nucleotide resolution in >300 reporter promoter designs in Saccharomyces cerevisiae. From this we identify biosensor output landscapes with transient and distinct aTF binding site position effects for aTF repressors and activators, respectively. Next, we present positions for tunable reporter promoter outputs enabling metabolite-responsive designs for a total of four repressor-type and three activator-type aTF biosensors with dynamic output ranges up to 8- and 26-fold, respectively. This study highlights aTF binding site positions in reporter promoters as key for successful biosensor engineering and that repressor-type aTF biosensors allows for more flexibility in terms of choice of binding site positioning compared to activator-type aTF biosensors.
中文翻译：
酵母中最佳生物传感器报告子启动子的高分辨率扫描。
源自细菌的小分子结合变构转录因子（aTF）可以实时监测代谢物的丰度，对基因设计进行高通量筛选以及动态控制代谢。然而，真核细胞中原核aTF生物传感器的报告启动子设计的工程设计是复杂的。在这里，我们研究了酿酒酵母中> 300个报告子启动子设计中单核苷酸分辨率下aTF结合位点位置的影响。据此，我们确定了分别对aTF阻遏物和激活物具有瞬时和不同aTF结合位点位置效应的生物传感器输出格局。下一个，我们介绍了可调节的报告子启动子输出的位置，从而能够实现总共四个阻抑型和三个激活型aTF生物传感器的代谢物响应设计，其动态输出范围分别高达8倍和26倍。这项研究强调了报告基因启动子中aTF结合位点的位置是成功进行生物传感器工程的关键，并且与激活剂型aTF生物传感器相比，阻遏型aTF生物传感器在结合位点位置的选择方面具有更大的灵活性。
更新日期：2020-01-31
中文翻译：
酵母中最佳生物传感器报告子启动子的高分辨率扫描。
源自细菌的小分子结合变构转录因子（aTF）可以实时监测代谢物的丰度，对基因设计进行高通量筛选以及动态控制代谢。然而，真核细胞中原核aTF生物传感器的报告启动子设计的工程设计是复杂的。在这里，我们研究了酿酒酵母中> 300个报告子启动子设计中单核苷酸分辨率下aTF结合位点位置的影响。据此，我们确定了分别对aTF阻遏物和激活物具有瞬时和不同aTF结合位点位置效应的生物传感器输出格局。下一个，我们介绍了可调节的报告子启动子输出的位置，从而能够实现总共四个阻抑型和三个激活型aTF生物传感器的代谢物响应设计，其动态输出范围分别高达8倍和26倍。这项研究强调了报告基因启动子中aTF结合位点的位置是成功进行生物传感器工程的关键，并且与激活剂型aTF生物传感器相比，阻遏型aTF生物传感器在结合位点位置的选择方面具有更大的灵活性。
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