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合成生物学:合成遺伝子回路における同期的長期振動

Nature 538, 7626 doi: 10.1038/nature19841

人工的に設計された遺伝子回路は多様なタスクを実行できるが、一般に自然界の系よりも正確さに欠けている。今回、我々は最初の合成遺伝子振動子であるリプレッシレーター(repressilator)を再検討し、単一細胞において確率論的な化学の原理を用いて改変した。具体的には、制御ループを加えることによってではなく単に既存の機能を削減することにより、エラー伝播や情報損失の削減を試みた。我々は、この改変により高い規則性を持つロバストな振動が生み出されることを示す。加えて、いくつかの合理化された回路は、さまざまな成長条件のもとで14世代の期間保持されて、単一細胞内で数百世代の間位相を保ち続け、フラスコやコロニー内の細胞は細胞間の連結が全くない状態で同調的に振動することができた。我々の結果は最も単純な合成遺伝子ネットワークでさえも、自然界の系に劣らない正確さを達成できることを示唆しており、合成生物学における回路設計のノイズ解析の重要性を強調している。

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