• 文献检索
  • 文档翻译
  • 深度研究
  • 学术资讯
  • Suppr Zotero 插件Zotero 插件
  • 邀请有礼
  • 套餐&价格
  • 历史记录
应用&插件
Suppr Zotero 插件Zotero 插件浏览器插件Mac 客户端Windows 客户端微信小程序
定价
高级版会员购买积分包购买API积分包
服务
文献检索文档翻译深度研究API 文档MCP 服务
关于我们
关于 Suppr公司介绍联系我们用户协议隐私条款
关注我们

Suppr 超能文献

核心技术专利:CN118964589B侵权必究
粤ICP备2023148730 号-1Suppr @ 2026

文献检索

告别复杂PubMed语法,用中文像聊天一样搜索,搜遍4000万医学文献。AI智能推荐,让科研检索更轻松。

立即免费搜索

文件翻译

保留排版,准确专业,支持PDF/Word/PPT等文件格式,支持 12+语言互译。

免费翻译文档

深度研究

AI帮你快速写综述,25分钟生成高质量综述,智能提取关键信息,辅助科研写作。

立即免费体验

利用无细胞蛋白质合成的自下而上合成生物学

Bottom-Up Synthetic Biology Using Cell-Free Protein Synthesis.

作者信息

Yue Ke, Li Yingqiu, Cao Mengjiao, Shen Lulu, Gu Jingsheng, Kai Lei

机构信息

School of Life Sciences, Jiangsu Normal University, Xuzhou, China.

出版信息

Adv Biochem Eng Biotechnol. 2023;185:1-20. doi: 10.1007/10_2023_232.

DOI:10.1007/10_2023_232
PMID:37526707
Abstract

Technical advances in biotechnology have greatly accelerated the development of bottom-up synthetic biology. Unlike top-down approaches, bottom-up synthetic biology focuses on the construction of a minimal cell from scratch and the application of these principles to solve challenges. Cell-free protein synthesis (CFPS) systems provide minimal machinery for transcription and translation, from either a fractionated cell lysate or individual purified protein elements, thus speeding up the development of synthetic cell projects. In this review, we trace the history of the cell-free technique back to the first in vitro fermentation experiment using yeast cell lysate. Furthermore, we summarized progresses of individual cell mimicry modules, such as compartmentalization, gene expression regulation, energy regeneration and metabolism, growth and division, communication, and motility. Finally, current challenges and future perspectives on the field are outlined.

摘要

生物技术的技术进步极大地加速了自下而上合成生物学的发展。与自上而下的方法不同,自下而上合成生物学专注于从零开始构建最小细胞,并应用这些原理来解决各种挑战。无细胞蛋白质合成(CFPS)系统从分级细胞裂解物或单个纯化的蛋白质元件中提供转录和翻译所需的最小机制,从而加速了合成细胞项目的发展。在这篇综述中,我们将无细胞技术的历史追溯到首次使用酵母细胞裂解物进行的体外发酵实验。此外,我们总结了各个细胞模拟模块的进展,如区室化、基因表达调控、能量再生与代谢、生长与分裂、通讯以及运动性。最后,概述了该领域当前面临的挑战和未来前景。

相似文献

1
Bottom-Up Synthetic Biology Using Cell-Free Protein Synthesis.利用无细胞蛋白质合成的自下而上合成生物学
Adv Biochem Eng Biotechnol. 2023;185:1-20. doi: 10.1007/10_2023_232.
2
Cell-Free Protein Synthesis: Chassis toward the Minimal Cell.无细胞蛋白质合成:最小细胞的底盘。
Cells. 2019 Apr 5;8(4):315. doi: 10.3390/cells8040315.
3
Cell-free protein synthesis in micro compartments: building a minimal cell from biobricks.微室中的无细胞蛋白质合成:用生物积木构建最小细胞。
N Biotechnol. 2017 Oct 25;39(Pt B):199-205. doi: 10.1016/j.nbt.2017.06.014. Epub 2017 Jul 6.
4
Compartmentalized Cell-Free Expression Systems for Building Synthetic Cells.用于构建合成细胞的区室化无细胞表达系统。
Adv Biochem Eng Biotechnol. 2023;186:77-101. doi: 10.1007/10_2023_221.
5
Are the biomedical sciences ready for synthetic biology?生物医学科学为合成生物学做好准备了吗?
Biomol Concepts. 2020 Jan 24;11(1):23-31. doi: 10.1515/bmc-2020-0003.
6
Preparing Protein Producing Synthetic Cells using Cell Free Bacterial Extracts, Liposomes and Emulsion Transfer.利用无细胞细菌提取物、脂质体和乳液转移制备蛋白质合成细胞
J Vis Exp. 2020 Apr 27;158(158):e60829. doi: 10.3791/60829.
7
Integration of biological parts toward the synthesis of a minimal cell.生物部件的集成,以合成一个最小细胞。
Curr Opin Chem Biol. 2014 Oct;22:85-91. doi: 10.1016/j.cbpa.2014.09.028. Epub 2014 Oct 4.
8
Cell-free protein synthesis: The transition from batch reactions to minimal cells and microfluidic devices.无细胞蛋白质合成:从批量反应到最小细胞和微流控装置的转变。
Biotechnol Bioeng. 2020 Apr;117(4):1204-1229. doi: 10.1002/bit.27248. Epub 2020 Jan 30.
9
Cell-Free Protein Synthesis and Its Perspectives for Assembling Cells from the Bottom-Up.无细胞蛋白质合成及其自下而上组装细胞的前景。
Adv Biosyst. 2019 Jun;3(6):e1800322. doi: 10.1002/adbi.201800322. Epub 2019 Feb 4.
10
Biochemical Preparation of Cell Extract for Cell-Free Protein Synthesis without Physical Disruption.无需物理破碎的用于无细胞蛋白质合成的细胞提取物的生化制备方法。
PLoS One. 2016 Apr 29;11(4):e0154614. doi: 10.1371/journal.pone.0154614. eCollection 2016.

引用本文的文献

1
The Potential of Artificial Cells Functioning under Deep-Sea Conditions.深海条件下人工细胞的功能潜力。
ACS Synth Biol. 2024 Oct 18;13(10):3144-3149. doi: 10.1021/acssynbio.4c00441. Epub 2024 Oct 1.
2
Chemiosmotic nutrient transport in synthetic cells powered by electrogenic antiport coupled to decarboxylation.电致逆向转运偶联脱羧作用驱动的合成细胞中的化学渗透营养运输。
Nat Commun. 2024 Sep 12;15(1):7976. doi: 10.1038/s41467-024-52085-z.

本文引用的文献

1
Reconstitution of a Reversible Membrane Switch via Prenylation by One-Pot Cell-Free Expression.通过一锅式无细胞表达的异戊烯基化作用重建可逆膜开关。
ACS Synth Biol. 2023 Jan 20;12(1):108-119. doi: 10.1021/acssynbio.2c00406. Epub 2022 Nov 29.
2
In vitro assembly, positioning and contraction of a division ring in minimal cells.在最小细胞中进行分裂环的体外组装、定位和收缩。
Nat Commun. 2022 Oct 15;13(1):6098. doi: 10.1038/s41467-022-33679-x.
3
Actomyosin-Driven Division of a Synthetic Cell.肌球蛋白驱动的合成细胞分裂。
ACS Synth Biol. 2022 Oct 21;11(10):3120-3133. doi: 10.1021/acssynbio.2c00287. Epub 2022 Sep 27.
4
An efficient cell-free protein synthesis platform for producing proteins with pyrrolysine-based noncanonical amino acids.一种高效的无细胞蛋白质合成平台,用于生产基于吡咯赖氨酸的非天然氨基酸的蛋白质。
Biotechnol J. 2022 Sep;17(9):e2200096. doi: 10.1002/biot.202200096. Epub 2022 Jun 9.
5
Cell-Free Membrane Protein Expression into Hybrid Lipid/Polymer Vesicles.无细胞膜蛋白表达至混合脂质/聚合物囊泡中。
Methods Mol Biol. 2022;2433:257-271. doi: 10.1007/978-1-0716-1998-8_16.
6
In vitro reconstitution of the Escherichia coli 70S ribosome with a full set of recombinant ribosomal proteins.在体外使用一组全重组核糖体蛋白重新构成大肠杆菌 70S 核糖体。
J Biochem. 2022 Feb 21;171(2):227-237. doi: 10.1093/jb/mvab121.
7
Bottom-Up Synthesis of Artificial Cells: Recent Highlights and Future Challenges.自下而上合成人工细胞:近期亮点与未来挑战。
Annu Rev Chem Biomol Eng. 2021 Jun 7;12:287-308. doi: 10.1146/annurev-chembioeng-092220-085918.
8
Recent developments in microfluidic synthesis of artificial cell-like polymersomes and liposomes for functional bioreactors.用于功能性生物反应器的人工细胞状聚合物囊泡和脂质体微流控合成的最新进展。
Biomicrofluidics. 2021 Mar 30;15(2):021301. doi: 10.1063/5.0048441. eCollection 2021 Mar.
9
Multifaceted cell mimicry in coacervate-based synthetic cells.基于凝聚物的合成细胞中的多方面细胞模拟
Emerg Top Life Sci. 2019 Nov 11;3(5):567-571. doi: 10.1042/ETLS20190094.
10
Division in synthetic cells.合成细胞中的分裂
Emerg Top Life Sci. 2019 Nov 11;3(5):551-558. doi: 10.1042/ETLS20190023.