Simultaneous repression of multiple bacterial genes using nonrepetitive extra-long sgRNA arrays

清脆的 合成生物学 生物 亚基因组mRNA Cas9 基因 遗传筛选 引导RNA CRISPR干扰 营养不良 遗传学 基因组编辑 表型 计算生物学 大肠杆菌 代谢工程 心理压抑 基因表达
作者
Alexander C. Reis,Sean M. Halper,Grace E. Vezeau,Daniel P. Cetnar,Ayaan Hossain,Phillip R. Clauer,Howard M. Salis
出处
期刊:Nature Biotechnology [Nature Portfolio]
卷期号:37 (11): 1294-1301 被引量:139
标识
DOI:10.1038/s41587-019-0286-9
摘要

Engineering cellular phenotypes often requires the regulation of many genes. When using CRISPR interference, coexpressing many single-guide RNAs (sgRNAs) triggers genetic instability and phenotype loss, due to the presence of repetitive DNA sequences. We stably coexpressed 22 sgRNAs within nonrepetitive extra-long sgRNA arrays (ELSAs) to simultaneously repress up to 13 genes by up to 3,500-fold. We applied biophysical modeling, biochemical characterization and machine learning to develop toolboxes of nonrepetitive genetic parts, including 28 sgRNA handles that bind Cas9. We designed ELSAs by combining nonrepetitive genetic parts according to algorithmic rules quantifying DNA synthesis complexity, sgRNA expression, sgRNA targeting and genetic stability. Using ELSAs, we created three highly selective phenotypes in Escherichia coli, including redirecting metabolism to increase succinic acid production by 150-fold, knocking down amino acid biosynthesis to create a multi-auxotrophic strain and repressing stress responses to reduce persister cell formation by 21-fold. ELSAs enable simultaneous and stable regulation of many genes for metabolic engineering and synthetic biology applications. Stable multi-gene CRISPR interference using nonrepetitive genetic parts and system design.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
王军鹏完成签到,获得积分10
刚刚
羊皮大哈发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
1秒前
2秒前
雍不斜发布了新的文献求助10
2秒前
Zxz完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
3秒前
3秒前
3秒前
cd发布了新的文献求助10
4秒前
山山而川发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
4秒前
fifteen应助robotmaster采纳,获得10
4秒前
present完成签到,获得积分10
4秒前
Tasia完成签到 ,获得积分10
5秒前
qian完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
11完成签到 ,获得积分10
6秒前
Miraitowa完成签到,获得积分20
6秒前
默默函完成签到,获得积分10
6秒前
生动谷蓝发布了新的文献求助10
7秒前
3333完成签到,获得积分20
7秒前
7秒前
7秒前
8秒前
8秒前
9秒前
king发布了新的文献求助10
9秒前
我是帅哥发布了新的文献求助10
9秒前
舒服的迎海完成签到,获得积分10
9秒前
漂亮的战斗机完成签到 ,获得积分10
10秒前
10秒前
张琳琳发布了新的文献求助10
10秒前
顾矜应助bryceeluo采纳,获得10
10秒前
科目三应助一一采纳,获得10
10秒前
默默函发布了新的文献求助10
11秒前
NexusExplorer应助zhangxr采纳,获得10
11秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各位详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
줄기세포 생물학 1000
Biodegradable Embolic Microspheres Market Insights 888
Quantum reference frames : from quantum information to spacetime 888
Pediatric Injectable Drugs 500
Instant Bonding Epoxy Technology 500
ASHP Injectable Drug Information 2025 Edition 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4402833
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3889620
关于积分的说明 12105735
捐赠科研通 3534216
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1939250
邀请新用户注册赠送积分活动 980098
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 877065