Главная страница
russian   english
16+
<< назад

Название статьи

РАСПРЕДЕЛЕННЫЙ СИНТЕТИЧЕСКИЙ ГЕННЫЙ ОСЦИЛЛЯТОР


Номер журнала
4
Дата выпуска
2014

Тип статьи
научная статья
Коды УДК
537.86, 537.87, 530.182
Страницы
464-469
Ключевые слова
нелинейнаядинамика, синтетические генные сети, синхронизация

Авторы
Лаптева Т.В.
Калякулина А.И.
Иванченко М.В.

Место работы
Лаптева Т.В.
Нижегородский госуниверситет им. Н.И. Лобачевского

Калякулина А.И.
Нижегородский госуниверситет им. Н.И. Лобачевского

Иванченко М.В.
Нижегородский госуниверситет им. Н.И. Лобачевского


Аннотация
В настоящее время сложность синтетических контуров генной регуляции, которые могут быть встроены в живую клетку, весьма ограничена. В работе предложена и исследована математическая модель распределенного генного осциллятора, в котором за счет использования двух популяций клеток удается понизить число синтетических генов в клетке, что потенциально освобождает место для дополнительных функциональных генов. Показана возможность возникновения автоколебаний, исследована зависимость порога от параметров системы, продемонстрирована возможность синхронизации различных центров колебаний в модели неоднородных планарных клеточных культур.

Загрузить статью

Библиографический список
1 . Jacob F., Monod J. Genetic regulatory mecha-nisms in the synthesis of proteins //Journal of mo-lecular biology. 1961. V. 3. №. 3. P. 318-356.
2 . Nandagopal N., Elowitz M.B. Synthetic biology: integrated gene circuits //Science. 2011. V. 333. V. 6047. P. 1244-1248.
3 . Rolli? S., Mangold M., Sundmacher K. Designing biological systems: systems engineering meets synthetic biology //Chemical Engineering Science. 2012. V. 69. № 1. P. 1¬-29.
4 . O’Brien E.L., Van Itallie E., Bennett M.R. Modeling synthetic gene oscillators //Mathematical biosciences. 2012. V. 236. № 1. P. 1-15.
5 . Lu T.K., Collins J.J. Engineered bacteriophage targeting gene networks as adjuvants for antibiotic therapy // Proceedings of the National Academy of Sciences. 2009. V. 106. № 12. P. 4629-4634.
6 . Lee S.K. et al. Metabolic engineering of microorganisms for biofuels production: from bugs to synthetic biology to fuels //Current opinion in biotechnology. 2008. V. 19. № 6. P. 556-563.
7 . Sayler G.S., Simpson M.L., Cox C.D. Emerging foundations: nano-engineering and bio-microelectronics for environmental biotechnology //Current opinion in microbiology. 2004. V. 7. № 3. P. 267-273.
8 . Gardner T.S., Cantor C.R., Collins J.J. Construc-tion of a genetic toggle switch in Escherichia coli //Nature. 2000. V. 403. № 6767. P. 339-342.
9 . Elowitz M.B., Leibler S. A synthetic oscillatory network of transcriptional regulators //Nature. 2000. V. 403. № 6767. P. 335-338.
10 . Stricker J. et al. A fast, robust and tunable syn-thetic gene oscillator //Nature. 2008. V. 456. № 7221. P. 516-519.
11 . Danino T. et al. A synchronized quorum of ge-netic clocks // Nature. 2010. V. 463. № 7279. P. 326-330.
12 . Anderson J.C., Voigt C.A., Arkin A.P. Environ-mental signal integration by a modular AND gate //Molecular systems biology. 2007. V. 3. № 1. Article number 133. P. 1-8.
13 . Levskaya A. et al. Synthetic biology: en-gineering Escherichia coli to see light //Nature. 2005. V. 438. № 7067. P. 441-442.
14 . Tamsir A., Tabor J.J., Voigt C.A. Robust multi-cellular computing using genetically encoded NOR gates and chemical wires //Nature. 2011. V. 469. № 7329. P. 212-215.
15 . Regot S. et al. Distributed biological computation with multicellular engineered networks // Nature. 2011. V. 469. № 7329. P. 207-211.
16 . Balagadd? F.K. et al. A synthetic Escherichia coli predator-prey ecosystem // Molecular Systems Biology. 2008. V. 4. P. 187.
17 . Jacob F., Monod J. Genetic regulatory mechanisms in the synthesis of proteins //Journal of molecular biology. 1961. V. 3. №. 3. P. 318-356.
18 . Nandagopal N., Elowitz M.B. Synthetic biology: integrated gene circuits //Science. 2011. V. 333. V. 6047. P. 1244-1248.
19 . Rolli? S., Mangold M., Sundmacher K. Designing biological systems: systems engineering meets synthetic biology //Chemical Engineering Science. 2012. V. 69. № 1. P. 1¬-29.
20 . O’Brien E.L., Van Itallie E., Bennett M.R. Modeling synthetic gene oscillators //Mathematical biosciences. 2012. V. 236. № 1. P. 1-15.
21 . Lu T.K., Collins J.J. Engineered bacteriophage targeting gene networks as adjuvants for antibiotic therapy // Proceedings of the National Academy of Sciences. 2009. V. 106. № 12. P. 4629-4634.
22 . Lee S.K. et al. Metabolic engineering of microorganisms for biofuels production: from bugs to synthetic biology to fuels //Current opinion in biotechnology. 2008. V. 19. № 6. P. 556-563.
23 . Sayler G.S., Simpson M.L., Cox C.D. Emerging foundations: nano-engineering and bio-microelectronics for environmental biotechnology //Current opinion in microbiology. 2004. V. 7. № 3. P. 267-273.
24 . Gardner T.S., Cantor C.R., Collins J.J. Construction of a genetic toggle switch in Escherichia coli //Nature. 2000. V. 403. № 6767. P. 339-342.
25 . Elowitz M.B., Leibler S. A synthetic oscillatory network of transcriptional regulators //Nature. 2000. V. 403. № 6767. P. 335-338.
26 . Stricker J. et al. A fast, robust and tunable synthetic gene oscillator //Nature. 2008. V. 456. № 7221. P. 516-519.
27 . Danino T. et al. A synchronized quorum of genetic clocks // Nature. 2010. V. 463. № 7279. P. 326-330.
28 . Anderson J.C., Voigt C.A., Arkin A.P. Environmental signal integration by a modular AND gate //Molecular systems biology. 2007. V. 3. № 1. Article number 133. P. 1-8.
29 . Levskaya A. et al. Synthetic biology: engineering Escherichia coli to see light //Nature. 2005. V. 438. № 7067. P. 441-442.
30 . Tamsir A., Tabor J.J., Voigt C.A. Robust multicellular computing using genetically encoded NOR gates and chemical wires //Nature. 2011. V. 469. № 7329. P. 212-215.
31 . Regot S. et al. Distributed biological computation with multicellular engineered networks // Nature. 2011. V. 469. № 7329. P. 207-211.
32 . Balagadd? F.K. et al. A synthetic Escherichia coli predator-prey ecosystem // Molecular Systems Biology. 2008. V. 4. P. 187.