改変プロモーターは細菌でのコピー数によらない定常的な遺伝子発現を可能にする

増殖する細胞の内部環境は変化しやすく動的であり、プロモーターのような信頼性が高い要素を遺伝子工学的操作のために導入することが困難となっている。本研究では、制御理論的発想を応用し、任意のコピー数で一定レベルの発現を維持するプロモーターを設計した。理論的には、負の調節が完全に非協同的であれば、コピー数への非依存性はインコヒーレントなフィードフォワードループ（iFFL）を用いることで達成されると予測された。我々はTALE（転写活性化因子様エフェクター）を用いて大腸菌のプロモーターにiFFLを導入した。対象のプロモーターは、ゲノム変異または増殖用培地の組成の変化によってコピー数が撹乱されても、さまざまなゲノム位置およびプラスミドでほぼ同等の発現レベルを示した。この安定化プロモーターを用いた結果、デオキシクロモビリダンスを生成する3遺伝子の代謝経路は、安定化プロモーター駆動性遺伝子をプラスミドからゲノムに移動させた場合に、再調整なしで機能が保持されることが分かった。