Chiba/Quorum Sensing

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Our Aim

About Quorum Sensing

クオラムセシングの説明

SenderはLuxIを発現するSenderはAHLを合成する。細胞膜を通り抜け細胞外にAHLは拡散していく。

ReciverはLuxRを発現しLux promoterを含む遺伝子回路を持つ。細胞膜を通り抜けてきたAHLはLuxRと結合して、Lux promoterを活性化する。

上の回路では

1.Sender内でLuxIが発現しAHLが合成される。
2.Senderの細胞膜を通り抜けたAHLはReceiverの細胞の中に取り込まれる。
3.Receiverに取り込まれたAHLはReceiver内で発現されるLuxRと結合しlux promoterを活性化する。
4.lux promoter下にあるGFPが発現する。

Experiments

AHL生産能力 Assay

Quorum Sensingをスイッチとして利用するために以下の実験をした。

pLuxをアクティブにするためにはどのくらいのSenderが必要なのだろうか
SenderとしてAHLを生産する能力の高い株は？（SenderとしてLuxIを発現する株はどのようなものがいいのか）
AHLのprecursurであるMethionineを培地に加えることで，Senderはより多くのAHLを合成するのだろうか？
- AHL合成経路

Result

To Make an AHL Concentration Gradient

aiiA (autoinducer inactivation enzyme A): degradate AHLs．
aiiAを発現させ、AHLが広がりすぎないようにする
aiiAをpluxとinverterの下に置き、AHLが低い濃度ではaiiAを発現させAHLを分解させ、高い濃度ではaiiAが発現しないような回路を作る。
- thresholdの境がもっとはっきりするようになるだろう。

Improving Sender & Receiver

Super Sender

SenderがもっとAHLを合成するようにする。
- AHL合成経路でS-adenosyl Methionineのをさらに合成させることでAHLの量を増やす。

metKを発現するSenderの回路を作る。

Super Receiver

Receiverをもっと高感度にする。
- 論文で読んだmutant LuxRを作成し、AHLの濃度が低くてもpLuxを活性化する。

(Collins, C. H., Arnold, F. H. & Leadbetter, J. R. Directed evolution of Vibrio fischeri LuxR for increased sensitivity to a broad spectrum of acyl-homoserine lactones. Mol. Microbiol. 55, 712–723 (2005).)

LuxRのアミノ酸　Ile45->Phe, Ser116->Ala　この変異を入れ、Sensitiveなレシーバーを作る

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