生物学
2019年12月20日

新的合成生物法变换脱氧核糖核酸克隆

自人类黎明以来,我们一直在修改和改变自然环境以适应我们的需求,从动物和植物自化到风景变换Jeff Braman博士和Peter Sheffield博士使用合成生物开发出新方法组装脱氧核糖核酸方法允许无缝编译独立机能测试式直方脱氧核糖核酸部件并分入复杂设备,高阶多设备系统合成生物和保健技术

合成生物学是一个多科领域,综合分子生物学、化学、计算机科学、工程学、生物物理等原则中心设计生物学帮助寻找医学(如新药和新药)、生物技术、生物能、新材料和环境等创新解决办法和发展合成生物学使科学家更好地了解生命构件如何工作以及如何使用机器仿佛生物工具库对研发的影响无穷无穷新/修改生物装置和系统(细胞/生物)可合成新分子并改变现有生物系统以产生宝贵有用产品或生化路径和遗传调节电路目前合成系统已经用于大规模生产医学复合物,如胰岛素和癌症药

合成生物学由四大原则组成首先是,如果我们真正理解生物系统,那我们就应该能够从生物系统基本部件重构系统第二,如果我们操作这些系统,我们可以更好地了解它们和基本生活原理,并有能力操作并创建新系统第三个原则是生活系统不为人类理解优化,而是“进化存续 ” 。 因此,通过工程生存系统可以同时测试当前知识并创建更容易学习的新模型2016年研究者设计了一个最小基因组合成生物组 — — 基因组归并为生命所需基本基因第四也是最后原则思想 生物可应用为技术

合成生物的进步因脱氧核糖核酸排序和脱氧核酸合成的发展而成为可能这两种技术使科学家能够比以往任何时候更廉价和快速地阅读和合成脱氧核糖核酸第三方赋能技术-分子克隆-迄今没有跟上脱氧核糖核酸合成和脱氧核糖核酸排序技术的进步

团队开发出新方法组装脱氧核糖核酸,允许快速组合生成系统unoL/Shutterstock.co+

一般来说,为创建装置和系统,单片段(脱氧核糖核酸序列拥有定义函数)必须插入单片集中,放大隔离后再与附加部件合并制作更高顺序设备编织多功能生成一个或多个蛋白质并插入同细胞中,可以创建系统,如生物合成路径

合成生物学使科学家更好地了解生命构件工作方式和制作方式
使用机器

流水虫可包含各种信息部件,如一个或多个基因编码合成科学相关蛋白或基因变异版各种粒子都含有某些基本部件,例如复制源码(OR),它引导细菌开始复制它几乎所有粒子都包含选择标记(SM),通常基因对特定抗生素产生抗药性,只允许含有粒子的细菌生存其它部件包括:推介者(P),脱氧核糖核酸序列置入兴趣基因(GOI),指令细胞生产GOI时间和地点RBOS绑定网站定义RNA附于RNA的位置(RBOSMese细胞综合体读RNA并翻译为蛋白质)stop信号(告诉rebocome何时停止翻译)和各种前端蛋白标签

博士大全Jeffrey Carl Braman,DOI:0107/978-1-4939-7795-6,ISBN:9781497949
SERIES:分子生物学方法,卷1772,Springer纽约详细书探索数大技术应用 与科学独特分支合成生物相关化学家、生物学家和工程师参与这一多科研究领域将指导基因电路的创建和管理、生物化学路径的操纵、基因组编辑和修改、基因组语言和计算以及分子汇编编解题技巧解析权威性实用性合成生物学:方法协议为自身合成生物项目提供关键指南和思想

OR、SM、GOI和P等基本构件或部件可使用类集数千粒子拷贝完成后 研究者能提取粒子分子 并转入选择细胞 不管是培养细胞 胚子或全生物想象下细菌像工厂生产粒子拷贝 和其他接收细胞处理器

传统和最近开发的数种克隆方法依赖使用各种限制酶获取所需部件和装置以创建金字塔系统约束性酶识别具体脱氧核糖核酸序列并切除位像脱氧核糖核酸拼图使用剪切法创建异形,结果的脱氧核糖核酸片段只能与相补形状组合传统分子克隆中,脱氧核糖核酸片段从刚切割的片段分离出来,并分解成粒状并相容端表示为创建设备,实验设计必须考虑到RE识别脱氧核糖核酸序列这些识别序列不得存在于兴趣部分内,因为部分也将割去因此,选择RES是设计过程的一个主要考量

SureVector代表一套合成生物工具快速搭建新组合装置和系统,使研究界能够比以往任何时候更快、便宜和高效设计产品

进程需要等级二分集,即创建设备所需部件相继相加这使得整个过程耗时耗时耗时耗时,结果组化实验设计非常困难

图1:由7个单个部件组成稳态表达矢量生成DRML系统

革命到来-SureVector
如前所述,传统分子克隆方法严重依赖粒子和REs使用Jeff Braman和Peter Sheffield从Gigent技术开发出新方法组装脱氧核糖核酸部件,允许快速组合生成装置和系统产生多部件生成图解允许E表达蛋白质科里、酵母和哺乳动物细胞部件中各装有30基数脱氧核糖核酸序列,侧侧切件便于安装并归根结底系统集成这些序列是独一无二的,因为它们没有在网上所有脱氧核糖核酸数据库中找到端端为30bb

图2 DMRL生成图(OD 409Nm)函数

对比当前将部件转换为设备的其他方法,SureVector不要求用ERs操作部件取而代之的是,所有期望部件混合在一起,并由于侧面30bp脱氧核糖核酸序列的独特性,它们按正确顺序组装使用专用酶混合新方法的优缺点之一是能并行组合多部件,即“基本简化并加速优化设备系统开发”。设计新系统时,不同部件和装置的顺序和排列对系统效率有影响。Braman博士和Sheffield博士展示了这一点,他们重建四倍生物合成路径6,7-二甲基二联苯胺(DMRL),维他命B2前体并发设备集 并用不同部件组合生成系统测试这些系统效率生成DMRL一周内,Braman和Sheffield发现数组组合设备,创建最佳DRRL生成系统(图2)。

agsandrew/Shutterstock.com

个人响应

与Gibson汇编等其他技术相比, 新技术对研究者有帮助吗?

sureVict技术拓展各种部件,可用于创建装置和系统举例说,SureVictor小至80基对已被合成并编集成设备并集入系统
其它方法使用一个或多个酶生成单线悬浮部件,使汇编过程有效方法要求部件长度至少为250基对,以防止酶完全摧毁期望部分

技术大规模加速并简化合成生物系统汇编哪里最想看到应用 和原因

J.Braman:SureVect技术扩展有机化学合成领域,促进设计能力及速度合成测试精美化学物、中间体和新药使用独有酶和生物合成路径组合

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