BioBrick

BioBrick dele er DNA-sekvenser, der opfylder en begrænsning enzym samling standard. Disse Lego-lignende byggesten bruges til at designe og samle syntetiske biologiske kredsløb, som så ville blive indarbejdet i levende celler, såsom Escherichia coli celler til opførelse af nye biologiske systemer. Eksempler på BioBrick dele omfatter promotorer, ribosombindingssteder, kodningssekvenser og terminatorer.

Dele, indretning og et system

De BioBrick dele er brugt ved at anvende ingeniørmæssige principper om abstraktion og modularisering. BioBrick dele danner bunden af ​​det hierarkiske system, som syntetisk biologi er baseret på. Der er tre niveauer til hierarkiet: dele, enhed og systemet.

  • Dele: DNA-stykker, der danner en funktionel enhed
  • Enhed: Indsamling sæt af dele med defineret funktion. I enkle vendinger, et sæt af komplementære BioBrick dele sat sammen danner en enhed.
  • System: Kombination af en række komponenter, der udfører højt niveau opgaver.

Historie

Det første forsøg på at oprette en liste af standard biologiske dele var i 1996 ved Rebatchouk et al. Dette hold indført en kloningsstrategi til samling af korte DNA-fragmenter. Imidlertid blev denne tidlige forsøg ikke bredt anerkendt af den videnskabelige forskning samfund på det tidspunkt. I 1999 Arkin og Endy indså, at de heterogene elementer, der består en genetisk kredsløb manglede standarder, så de foreslog en liste af standard biologiske dele. BioBricks blev beskrevet og indført af Tom Knight på MIT i 2003. Siden da har forskellige forskergrupper udnyttes og bruges BioBrick standard dele til ingeniør nye biologiske enheder og systemer.

BioBrick Assembly standard

Den BioBrick samling standarden blev indført for at afhjælpe manglen på standardisering udgøres af traditionelle molekylære kloning metoder. Den BioBrick forsamling standarden er en mere pålidelig metode til at kombinere dele til at danne en større kompositter. Forsamlingen standard giver to grupper af syntetiske biologer i forskellige dele af verden til at genbruge en BioBrick del uden at gå gennem hele cyklus af design og manipulation. Det betyder, at nydesignede del kan bruges af andre hold af forskere lettere. Ud over, at sammenlignet med den gammeldags ad hoc klonemetode, samling standardproces er hurtigere og fremmer automatisering. Den BioBrick forsamling standard 10 var den første samling standard, der skal indføres. Gennem årene har flere andre samlingsmetoder standarder, såsom Biofusion standard og Freiburg standard blevet udviklet.

BioBrick samling standard 10

Montering standard 10 blev udviklet af Tom Knight, og er den mest udbredte samling standard. Det indebærer brug af restriktionsenzymer. Hver BioBrick del er en DNA-sekvens, der bæres af et cirkulært plasmid, der virker som en vektor. Vektoren fungerer som et transportsystem til at bære BioBrick dele. Den første strategi for en BioBrick standard var indførelsen af ​​faste sekvenser, de præfiks og suffiks sekvenser, der flankerer 5 'og 3' enderne af DNA del henholdsvis. Disse faste sekvenser koder specifikke restriktionsenzymsites. Præfikset sekvens koder EcoRI- og Xbal sites, mens suffikset sekvens koder Spel og PstI sites. Præfikset og suffikset ikke betragtes som en del af BioBrick del. For at lette samlingsprocessen skal BioBrick del selv ikke indeholder nogen af ​​disse restriktionssteder. Under samlingen af ​​to forskellige dele, er en af ​​de plasmider fordøjet med Spel og Xbal. Det plasmid, der bærer den anden BioBrick del fordøjet med EcoRI og Xbal. Dette efterlader begge plasmider med 4 basepar overlap ved 5'- og 3'-enderne. EcoRI sites vil ligere, da de supplerer hinanden. Xbal og Spel sites vil også ligere som fordøjelsen producerer kompatible ender. Nu begge DNA dele befinder sig i en plasmid. Ligeringen producerer et par 'ar' hjemmeside 8 basen mellem de to BioBrick dele. Da arsted er en hybrid af Xbal- og Spel-stederne, er det ikke genkendes af enzymet enten begrænsning. De præfiks og suffiks sekvenser forbliver uændret ved denne fordøjelse og ligering proces, som giver mulighed for efterfølgende montage trin med flere BioBrick dele.

Denne samling er en idempotent proces: flere programmer ændrer ikke slutproduktet, og vedligeholde præfiks og suffiks. Selvom BioBrick standard montage giver mulighed for dannelse af funktionelle moduler, er der en begrænsning til denne standard 10 tilgang. Den 8 bp arret websted tillader ikke oprettelse af et fusionsprotein. Den arsted forårsager en rammeskift, som forhindrer kontinuerlig læsning af kodoner, som er nødvendig for dannelsen af ​​fusionsprotein.

Sølv standard

Pam Silver laboratorium skabte Silver forsamling standard for at overvinde problemet omkring dannelsen af ​​fusionsprotein. Denne samling standard er også kendt som Biofusion standard, og er en forbedring af BioBrick montering standard 10. Silvers standard, indebærer deletion af et nukleotid fra Xbal og Spel site, som forkorter arsted med 2 nukleotider, som nu danner en 6 bp ar-sekvens. 6 bp sekvens tillader læserammen at være vedligeholdt.Personalet ar sekvens koder for aminosyren threonin og arginin. Denne mindre forbedring muliggør dannelse af in-frame fusionsprotein. Men arginin s er et stort, ladet aminosyre er en ulempe for Biofusion samleteknik: disse egenskaber arginin resulterer i destabilisering af proteinet ved N-ende-reglen.

Freiburg standard

2007 Freiburg iGEM hold indført en ny samling standard for at overvinde ulemperne ved den eksisterende Biofusion standard teknik. Freiburg Holdet skabte et nyt sæt af præfiks og suffiks sekvenser ved at indføre yderligere restriktionsenzymsteder, Agel og NgoMIV til det eksisterende præfiks og suffiks hhv. Disse nyindførte restriktionsenzymsteder er BioBrick standard kompatible. Freiburg standardformularer stadig en 6 bp ar site, men ar sekvens nu koder for threonin og glycin hhv. Denne ar sekvens resulterer i en meget mere stabilt protein som glycin danner et stabilt N-terminal, i modsætning til arginin, som signalerer til N-terminal nedbrydning. Samlingen teknik forslag Freiburg holdet formindsker begrænsningerne i Biofusion standard.

Samlingsmetode

Forskellige metoder anvendes, når det kommer til at samle BioBricks. Dette skyldes, nogle standarder kræver forskellige materialer og metoder, mens andre skyldes præferencer i protokollen, fordi nogle metoder til samling har højere effektivitet og er brugervenligt.

3 Antibiotika forsamling

3A samling metode er den mest almindeligt anvendte, da dens forenelige med montering Standard 10, Silver standard samt Freidburg standard.This samling fremgangsmåde involverer to BioBrick del og en destination plasmid. Destinationen plasmid indeholder toksiske gen, for at lette udvælgelsen af ​​korrekt samlede plasmid. Destinationen plasmid har også en anden antibiotikaresistensgener end plasmider, der bærer de BioBrick dele. Alle tre plasmider fordøjet med passende begrænsning og fik derefter lov til at ligere. Kun den korrekt monteret del vil producere en levedygtig sammensat del indeholdt i den destination plasmidet. Dette giver et godt valg, da kun de korrekt samlet BioBrick dele overlever.

Dele Registry

MIT ledet af Tom Knight, der udviklede BioBricks og International Genetisk Udviklet Machines konkurrence er også pionererne fra The Registry of Standard Biologisk Parts. Registry være på af grundlaget for syntetisk biologi, giver webbaseret information og data om over 2000 BioBrick dele. Topdomæneadministratoren indeholder:

  • Informations- og karakterisering data for alle dele, enhed og systemet
  • Inkluderer et katalog, der beskriver den funktion, ydeevne og design af hver del

Hver BioBrick del har sin unikke identifikationskode, som gør søgningen efter det ønskede BioBrick del lettere. Registreringsdatabasen er åben adgang, hvorved alle kan indsende en BioBrick del. Det meste af BioBrick indsendelse er fra studerende, der deltager i den årlige iGEM konkurrence vært hver sommer. Topdomæneadministratoren tillader udveksling af data og materialer online, som giver mulighed for hurtig genbrug og modifikationer af dele af de deltagende samfund.

Professionelle dele registre er også blevet udviklet. Da de fleste af de BioBrick dele er indsendt af bachelorer som en del af iGEM konkurrencen, kan de dele mangle vigtige karakterisering af data og metadata, der vil være afgørende, når det kommer til at designe og modellere de funktionelle komponenter. Et eksempel på en professionel dele registreringsdatabasen er USA-baserede offentligt finansierede facilitet, The International Open Facility Fremme Bioteknologi, som indeholder detaljerede beskrivelser af de enkelte biologiske del. Det er også en open-source registreringsdatabasen, og findes i handelen. BIOFAB har til formål at katalogisere høj kvalitet BioBrick dele for at imødekomme behovene hos professionelle syntetisk biologi samfund.

Den BioBrick Foundation er en offentlig-benefit organisation etableret for at fremme brugen af ​​standardiserede BioBrick dele på en skala ud over iGEM konkurrencen. Den BBF arbejder i øjeblikket på afledningen af ​​standard ramme for at fremme produktionen af ​​høj kvalitet BioBrick dele, som ville være frit tilgængelig for alle.

  0   0
Forrige artikel 2012-13 på fransk fodbold
Næste artikel 2S9 Nona

Kommentarer - 0

Ingen kommentar

Tilføj en kommentar

smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile
Tegn tilbage: 3000
captcha