Induction de l'expression bactérienne au niveau de l'ARNm par la lumière

Résumé Les processus vitaux des organismes, y compris le développement, la différenciation et l'adaptation, impliquent une expression génique altérée. Bien que l'expression soit souvent contrôlée au stade transcriptionnel, divers mécanismes de régulation opèrent à des niveaux en aval. Ici, nous exploitons le photorécepteur NmPAL pour induire optogénétiquement le repliement de l'ARN et la traduction des ARNm bactériens. La liaison de NmPAL déclenchée par la lumière bleue perturbe un état d'ARNm réprimé cis, ce qui lève l'obstruction de l'initiation de la traduction et augmente l'expression génique. L'exploration et l'optimisation itératives du circuit, surnommé riboptorégulateur, ont amélioré l'induction de 30 fois. Étant donné l'action au niveau de l'ARNm, le riboptorégulateur peut réguler de manière différentielle des gènes structuraux individuels au sein d'opérons polycistroniques. De plus, il est orthogonal et peut être associé à d'autres circuits de régulation génique pour un contrôle d'expression génique nuancé et plus strict. Nous faisons ainsi avancer le circuit pAurora2 qui combine des mécanismes transcriptionnels et traditionnels pour augmenter optogénétiquement l'expression génique bactérienne de 1000 fois. La stratégie de riboptorégulateur se tient à améliorer de nombreux circuits de régulation et s'applique largement au contrôle de l'expression en biotechnologie microbienne, biologie synthétique et science des matériaux.