《在酵母細胞中設計生物感應器》是依託天津大學，由Mario Marchisio擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：在酵母細胞中設計生物感應器
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：Mario Marchisio
- 依託單位：天津大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
合成生物學是指“生命工程”，它的目的是確立一種方法，以合理設計執行特定任務的遺傳架構。本項目的主要目標是建立一個計算設計的框架，並利用酵母細胞實現生物感應器。同時在軟體中增加關於受調控的啟動子和mRNA的可視化和模組化設計的特定功能。使之和已有工具例如SBOL、Eugene和GEC之間的聯繫成為可能。這些工作將有助於幫助軟體用戶設計任何複雜度基因電路，使得和其它研究團隊的合作成為可能。首先構建受調控的啟動子和mRNAs的文庫，基本的布爾門，然後組裝進設計軟體里的生物感應器中。啟動子將會被轉錄因子激活和抑制；mRNA將會受到RNAi的負向調控，或者受到結合在核糖開關和核酶結合的化學物的正向或負向的控制。為了評估它的性能，相同的基於RNAi的構造體將會被構建到裂殖酵母中，以及一個擁有RNAi機制的不同的酵母物種中。最後，遺傳組分的信息和布爾門將會被存儲到一個資料庫中，它將會和軟體進行連線。
結題摘要
本課題在合成生物學領域進行了“工程化酵母細胞中的合成生物感測器”項目。在實驗方面，該項目研究了新酵母標準生物部分的構建和表征，例如啟動子，編碼序列和終止子。特別是，我們發布了一種構建酵母合成啟動子的新技術，並以一種新的方式表征了Kozak序列在蛋白質表達中的作用。此外，我們使用CRISPR-Cas9系統在釀酒酵母中實施新的轉錄因子和數字電路。為此，我們在酵母中表達了一種缺陷的Cas9（dCas9），它具有結合DNA的能力（與正確設計的單個嚮導RNA-sgRNA相互作用後），但不能切割它。我們構建了幾個NOT門，其中dCas9：sgRNA系統下調了我們設計的新合成啟動子。此外，我們表征了三種抗CRISPR（AcrII）蛋白在釀酒酵母中的工作。以前，這些蛋白質僅在哺乳動物和細菌細胞中表達。我們指出，它們在酵母中的行為與其他生物中的行為略有不同。此外，我們將它們用作基因電路的組成部分。實際上，我們基於dCas9：sgRNA – AcrII相互作用構建了酵母合成生物感測器。我們的生物感測器能夠檢測到半乳糖和激素β-雌二醇。這是該項目產生的另一個新穎，重要的結果。在計算方面，我們設計修改了“ Parts＆Pools”軟體，用於基因電路設計和建模，並使其與SBML（系統生物學標記語言）第3級兼容。這允許基於不同動力學生成模組化電路模型。 ，而原始程式只能考慮質量作用動力學。我們認為，總體而言，我們的項目為合成生物學的研究做出了重要貢獻。
