Combinatorial engineering of intergenic regions in operons tunes expression of multiple genes

操纵子 基因 生物 基因间区 遗传学 基因表达 基因表达调控 计算生物学 基因组 大肠杆菌
作者
Brian F. Pfleger,Douglas J. Pitera,Christina D. Smolke,Jay D. Keasling
出处
期刊:Nature Biotechnology [Nature Portfolio]
卷期号:24 (8): 1027-1032 被引量:522
标识
DOI:10.1038/nbt1226
摘要

Many applications of synthetic biology require the balanced expression of multiple genes. Although operons facilitate coordinated expression of multiple genes in prokaryotes and eukaryotes, coordinating the many post-transcriptional processes that determine the relative levels of gene expression in operons by a priori design remains a challenge. We describe a method for tuning the expression of multiple genes within operons by generating libraries of tunable intergenic regions (TIGRs), recombining various post-transcriptional control elements and screening for the desired relative expression levels. TIGRs can vary the relative expression of two reporter genes over a 100-fold range and balance expression of three genes in an operon that encodes a heterologous mevalonate biosynthetic pathway, resulting in a sevenfold increase in mevalonate production. This technology should be useful for optimizing the expression of multiple genes in synthetic operons, both in prokaryotes and eukaryotes.
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