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유전자 기능은 일반적으로 유전자 녹아웃 또는 과발현에 해당하는 몇 가지 이산 지점에서 유전자 발현의 연속체를 샘플링하여 평가됩니다. 우리는 이러한 특성이 불완전하다고 주장하며, 구성 유전자의 돌연변이를 통해 얻은 다양한 강도의 엔지니어링된 프로모터 라이브러리를 제시합니다. 이 라이브러리에 대한 다면적 특성화, 특히 동질성을 보장하기 위한 단일 세포 수준에서의 특성화는 유전자 발현 수준의 효과가 에시허리치아 콜라이의 성장 및 생성물 형상 표현형 개선과 상관관계가 있음을 정량적으로 평가할 수 있게 해주었습니다. 이러한 프로모터를 염색체에 통합함으로써 유전적 조절에 대한 정량적 정확한 평가를 가능하게 할 수 있습니다. 이를 위해, 우리는 특성화된 프로모터 라이브러리를 사용하여 인산에너미알카 폭포화 효소 수준이 성장 수율에 미치는 영향과 디옥시-자일로스-P 합성효소 수준이 라이코펜 생산에 미치는 영향을 평가했습니다. 프로모터 강도의 다면적 특성화는 ppc와 dxs에 대한 최적 발현 수준을 식별할 수 있게 해주었으며, 이는 원하는 표현형을 극대화했습니다. 또한, 라이코펜을 생산하도록 사전 엔지니어링된 균주에서 디옥시-자일로스-P 합성효소 수준에 대한 반응은 모든 테스트된 수준에서 선형적이었으며, 이는 제한 속도 단계를 나타냈습니다. 반면, 부모 균주는 최적의 발현 수준을 보였으며, 최적의 유전자 발현 수준이 변동 가능하고 균주의 유전적 배경에 따라 달라진다는 것을 보여주었습니다. 이 프로모터 라이브러리 개념은 진핵생물(사카르미세스 세레비시아)에 일반화될 수 있음을 보여주며, 따라서 기능 유전체학, 합성 생물학 및 대사 공학 노력에 대한 통합 플랫폼을 구성합니다.
Alper et al. (Thu,)가 이 질문을 연구했습니다.