合成基因（或蛋白质）网络学习资料.ppt

定向进化是一种非常有用的方法，其通过多种形式对合成线路的组分进行调整，产生具有所需性质的功能线路。效果明显优于合理设计。*尽管合成基因线路取得的研究进展令人震惊，但是一个合成基因线路的集合不仅包括特定的遗传与调节模块，同时也包括合适的载体、染色体整合及配置线路的合适生命体，此外也需要大量的测试工具去评估这些组装线路的质量。目前，该领域已经有了许多进展，特别是开发最低要求的生命体来降低系统总的复杂度，而不牺牲其效率。*最小化T7噬菌体的开发大肠杆菌基因组大小的降低而不影响其生产重组蛋白的能力开发替代大肠杆菌和酵母的其他细菌大量应用，目前尚未看到。*构建新颖基因网络同时提出了一个重要的问题哪些基因网络比其他更加可行是否存在基因网络大小和复杂性上的限制尽管定向进化能够弥补一些理论限制，但是目前仍有许多实际应用中的限制。深入理解代谢负担对于开发可靠的生物技术过程是极为重要的，并且在该层面上需要更多的智能化开发。*在工程化思想的指导下，通过利用标准化、可互换的生物元件，合成基因线路与网络在很多方面取得了令人瞩目的进展。*不幸的是，虽然世界大部分地区均出产野生******目前，合成生物学中的实验主要围绕着通常研究的天然操纵子（如lac和lux）中的修饰、整合反馈机制。正反馈负反馈*尽管合成控制系统已经取得了许多重要的进展，但是与天然合成系统相比，其复杂程度还相距甚远。*siRNA技术沉默基因表达，不仅可以作用于编码的转录区，也可作用于mRNA转录的5’或3’非翻译区，这为利用相关的非翻译区编码形成的siRNA来调控和沉默基因提供了机会。*siRNA：小干扰RNA*FKBP：FK506结合蛋白FRB：FKBP-雷帕霉素结合结构域*天然生物系统对于胞外信号能够产生一系列的动态胞内反应，这对于表型的获得至关重要。*通过两个正反馈回路，强度TFs和Rs。*到目前为止，大部分的合成基因网络均利用外源信号去行使其功能。因此，设计复杂的网络系统，不仅对病理信号响应产生治疗结果，同时能够通过外源调节进行修正，是具有非常重要的意义的。*通过HIF1a响应系统和哺乳动物异源调控级联系统的偶联，产生对外源和内源信号均能够响应的多水平基因控制系统。Nox：HIF1a被降解*对于单细胞与多细胞生命体调控自身细胞行为都是重要的机制，这样的机制控制着完整生命体中的复杂生理事件，如细胞分化、发育等。将一系列基因网络置于不同细胞群体中用来复制内分泌信号系统，并加工成激素，进而在特定的靶细胞中引发特定的转录反应。生物素：维生素H，介导共培养的发射与加工细胞间的对话。E-S：E链亲和素挥发性气体乙醛介导独立培养的加工与接收细胞间的对话，避免了两个群体居于同一液体培养环境中的必要性。*通过基因表达的工程化合成控制策略深入理解基因表达的进化，合成生物学技术也极大地推动了实验水平上研究非现存生物所采用的进化策略。*而这些因子则通过多种生化机制发挥作用。这些网络的扰动对于生物体的适应性有着重要的作用。*合成生物学的一个研究热点。合成生物学对未来进化研究的一个主要贡献就是，区分调节网络是通过天然筛选还是其他非适应性过程而发挥功能。**lac操纵子编码的LacZ和LacY，分别能够在异化作用的第一步中切割乳糖，并将乳糖转运到细胞中。lac表达的费用，可以通过lac表达的非代谢型诱导剂及生长速率的降低来测定。利用以上数据，能够使细胞对于乳糖的适应性功能进行参数化。***然而，其他选择压力也许会导致调节或代谢网络在生长之外的其他功能方面进行优化。*人类工程师在设计有用的生物系统时，必须要考虑多个功能的平衡。*合成生物学使我们能够构建和评价相应的遗传调节控制图谱，用同样的路径构建并在实验上评估古代基因表达图谱和调节线路。DNA合成和计算系统发生学的必威体育精装版进展使科学家能够在实验室复原远古蛋白和简单的生物。由于古代基因调控网络的结构和表达水平很难由现有的技术推出，因此有可能利用合成的策略重新构建一些古代基因表达图谱。****在调控网络中加入新的链接。当这个合成结构引入细胞中时，这个交换的启动子控制了转录因子的表达，反过来调节网络下游基因的表达。*差异在一个群体中的不断积累，将为天然选择在后期及新的环境中的筛选提供基础。*合成生物学的发展使基因表达调控中原来很难回答的问题通过深入研究后逐一得到解决。一些技术驱动力使研究者能够设计和构建更高、更复杂的生物系统。DNA的物理合成与组装过程正变得更加廉价、快速且容易获得。研究证明，将体外连接与体内重组组合起来可组装新的基因、基因组及基因网络。这些技术的发展，使一个标准的分子生物学