Predictive genetic circuit design for phenotype reprogramming in plants

重编程 表型 生物 计算生物学 计算机科学 遗传学 细胞 基因
作者
Ci Kong,Yin Yang,Tiancong Qi,Shuyi Zhang
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:16 (1)
标识
DOI:10.1038/s41467-025-56042-2
摘要

Plants, with intricate molecular networks for environmental adaptation, offer groundbreaking potential for reprogramming with predictive genetic circuits. However, realizing this goal is challenging due to the long cultivation cycle of plants, as well as the lack of reproducible, quantitative methods and well-characterized genetic parts. Here, we establish a rapid (~10 days), quantitative, and predictive framework in plants. A group of orthogonal sensors, modular synthetic promoters, and NOT gates are constructed and quantitatively characterized. A predictive model is developed to predict the designed circuits' behavior accurately. Our versatile and robust framework, validated by constructing 21 two-input circuits with high prediction accuracy (R2 = 0.81), enables multi-state phenotype control in both Arabidopsis thaliana and Nicotiana benthamiana in response to chemical inducers. Our study achieves predictable design and application of synthetic circuits in plants, offering valuable tools for the rapid engineering of plant traits in biotechnology and agriculture. The predictive design of gene circuits in plants has been challenging and lagging behind other organisms. Here, the authors report a predictive framework for designing synthetic genetic circuits in Arabidopsis and Nicotiana benthamiana in reprograming gene expression and hypersensitive response.
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
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
耳机单蹦发布了新的文献求助10
1秒前
鲸鱼完成签到,获得积分10
2秒前
4秒前
hkh发布了新的文献求助10
4秒前
eazin完成签到 ,获得积分10
7秒前
大道要熬发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
8秒前
笑点低胡萝卜完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
青青草完成签到,获得积分10
10秒前
12秒前
wenfucjb1发布了新的文献求助30
12秒前
luodaxia发布了新的文献求助10
13秒前
善学以致用应助嘉禾瑶采纳,获得10
13秒前
冯同学完成签到 ,获得积分10
13秒前
pirateharbor完成签到,获得积分10
13秒前
Grace159完成签到 ,获得积分10
14秒前
大道要熬完成签到,获得积分10
15秒前
17秒前
SciGPT应助luodaxia采纳,获得10
17秒前
sdniuidifod发布了新的文献求助10
18秒前
wxs发布了新的文献求助10
19秒前
珂尔维特完成签到,获得积分20
21秒前
爱听歌的大地完成签到 ,获得积分10
23秒前
25秒前
冰冻芒芒完成签到,获得积分10
25秒前
One完成签到 ,获得积分10
27秒前
太阳cy完成签到,获得积分10
28秒前
xubee完成签到,获得积分10
29秒前
30秒前
111111完成签到,获得积分10
34秒前
35秒前
乐观的饭饭完成签到 ,获得积分10
35秒前
masami完成签到 ,获得积分10
35秒前
文静达完成签到,获得积分10
35秒前
usrcu完成签到 ,获得积分10
36秒前
pathway完成签到,获得积分10
36秒前
与落发布了新的文献求助10
36秒前
嘉禾瑶发布了新的文献求助10
36秒前
高分求助中
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Neuromuscular and Electrodiagnostic Medicine Board Review 1000
こんなに痛いのにどうして「なんでもない」と医者にいわれてしまうのでしょうか 510
The First Nuclear Era: The Life and Times of a Technological Fixer 500
Unusual formation of 4-diazo-3-nitriminopyrazoles upon acid nitration of pyrazolo[3,4-d][1,2,3]triazoles 500
岡本唐貴自伝的回想画集 500
Distinct Aggregation Behaviors and Rheological Responses of Two Terminally Functionalized Polyisoprenes with Different Quadruple Hydrogen Bonding Motifs 450
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 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3671775
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3228411
关于积分的说明 9780180
捐赠科研通 2938852
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1610260
邀请新用户注册赠送积分活动 760634
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 736119