1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
1本课题的意义1.1在翻译后修饰层次进行设计当前的合成生物学研究多数仍基于转录调控水平进行设计。
运用工程学中模块化的理念,我们已获得了数量庞大的转录层次的生物学元件(part),利用这些生物元件能够在转录水平对生物进行精细调控,实现预期的功能,如最为经典的拨动开关(toggle switch)抑制振荡子(repressilator)等等。
国际合成生物学社区也建立了庞大的合成生物学标准元件库(http://parts.igem.org/),大大方便了生物元件的获取、表征和改良。
2. 研究的基本内容和问题
1研究的目标通过对蛋白的理性设计,实现人工构建可调控的酶促级联系统,并对构建的系统特性进行合理的评估。
2研究的内容将β半乳糖苷酶进行理性拆分,布局调控位点,使之失活后,在系统中引入烟草花叶病毒蛋白酶,通过tev对于β-gal的激活酶促反应,以及β-gal自身的酶促反应,理论上构建了翻译后水平的级联系统,能够成倍提升初级信号强度。
构建数学模型对放大增益进行预测,设计精准定量试验对系统进行测试,最终获得优秀的酶促级联系统,同时获得修正的定量预测模型。
3. 研究的方法与方案
研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析1 研究方法1.1基于文献研究,选择合适的调控蛋白进行表征在阅读大量相关领域文献的基础上,考虑了实验难易度和相关元件信息的完整度,选择烟草花叶病毒蛋白酶(tev)和β半乳糖苷酶(β-gal)进行实验设计。
1.2获取相关的基因元件,设计功能验证的载体及其对照,调试底盘通过实验室自主积累,从合成生物学标准元件库(http://parts.igem.org/)中获取,向相关文献通讯作者索取,经由生物技术公司进行基因全合成等方法获得本实验所需相关元件。
通过restriction digest and ligation组装,gibson assembly组装,golden gate assembly组装等方法构建相关载体及其对照。
4. 研究创新点
1基于合成生物学基本原理,理性设计翻译后层次调控2使用流式细胞仪进行数据获取,设计精确定量实验3理性构建数学模型,对双酶促过程获得定量理解
5. 研究计划与进展
12016年12月-2017年1月 阅读文献,设计表达载体及其对照,相关实验及操作的学习22017年1月-2月 进行载体构建,设计数学模型32017年2月 进行预实验,分析实验结果,修正下一步实验计划42017年3月-4月 进行定量实验,处理数据,修正模型52017年5月 准备结题答辩,撰写毕业设计论文
