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Understanding the individual and joint contribution of multiple protein levels toward a phenotype requires precise and tunable multigene expression control. Here we introduce a pair of mammalian synthetic gene circuits that linearly and orthogonally control the expression of two reporter genes in mammalian cells with low variability in response to chemical inducers introduced into the growth medium. These gene expression systems can be used to simultaneously probe the individual and joint effects of two gene product concentrations on a cellular phenotype in basic research or biomedical applications.

Titel:	Multiplexed Gene Expression Tuning with Orthogonal Synthetic Gene Circuits.
Autor/in / Beteiligte Person:	Szenk, M ; Yim, T ; Balázsi, G
Zeitschrift:	ACS synthetic biology, Jg. 9 (2020-04-17), Heft 4, S. 930-939
Veröffentlichung:	Washington, D.C. : American Chemical Society, c2012-, 2020
Medientyp:	academicJournal
ISSN:	2161-5063 (electronic)
DOI:	10.1021/acssynbio.9b00534
Schlagwort:	Genes, Reporter genetics HEK293 Cells Humans Gene Expression genetics Gene Regulatory Networks genetics Genes, Synthetic genetics Genetic Engineering methods Synthetic Biology methods
Sonstiges:	Nachgewiesen in: MEDLINE Sprachen: English Publication Type: Journal Article; Research Support, N.I.H., Extramural; Research Support, Non-U.S. Gov't Language: English [ACS Synth Biol] 2020 Apr 17; Vol. 9 (4), pp. 930-939. <i>Date of Electronic Publication: </i>2020 Mar 23. MeSH Terms: Gene Expression / genetics ; Gene Regulatory Networks / genetics ; Genes, Synthetic / genetics ; Genetic Engineering / methods ; Synthetic Biology / *methods ; Genes, Reporter / genetics ; HEK293 Cells ; Humans References: Proc Natl Acad Sci U S A. 2009 Mar 31;106(13):5123-8. (PMID: 19279212) ; Mol Syst Biol. 2007;3:133. (PMID: 17700541) ; Cell Rep. 2019 Jul 23;28(4):938-948.e6. (PMID: 31340155) ; ACS Synth Biol. 2017 Mar 17;6(3):545-554. (PMID: 27930885) ; Cell Syst. 2017 Jan 25;4(1):109-120.e11. (PMID: 28065574) ; Nature. 2001 May 3;411(6833):41-2. (PMID: 11333967) ; ACS Synth Biol. 2014 Dec 19;3(12):880-91. (PMID: 25360681) ; Cell. 2012 Sep 14;150(6):1209-22. (PMID: 22980981) ; Nature. 2010 Sep 9;467(7312):167-73. (PMID: 20829787) ; Cell Syst. 2019 Jan 23;8(1):86-93.e3. (PMID: 30611676) ; PLoS One. 2011;6(4):e18556. (PMID: 21602908) ; Nucleic Acids Res. 2019 Aug 22;47(14):7703-7714. (PMID: 31269201) ; Annu Rev Biophys. 2018 May 20;47:399-423. (PMID: 29547341) ; PLoS Comput Biol. 2014 Aug 14;10(8):e1003734. (PMID: 25122086) ; Cell. 2011 Mar 18;144(6):910-25. (PMID: 21414483) ; Genome Res. 2011 May;21(5):645-57. (PMID: 21324878) ; Proc Natl Acad Sci U S A. 2017 Jul 11;114(28):7234-7239. (PMID: 28655847) ; J Cell Sci. 2005 Nov 1;118(Pt 21):4947-57. (PMID: 16254242) ; Microbiol Mol Biol Rev. 2005 Jun;69(2):326-56. (PMID: 15944459) ; Phys Biol. 2019 Mar 07;16(3):031002. (PMID: 30654341) ; mBio. 2019 Nov 12;10(6):. (PMID: 31719176) ; Curr Gene Ther. 2016;16(3):156-67. (PMID: 27216914) ; Proc Natl Acad Sci U S A. 2003 Jun 24;100(13):7702-7. (PMID: 12805558) ; Nat Rev Genet. 2015 Aug;16(8):483-96. (PMID: 26184598) ; Sci Rep. 2016 Aug 26;6:32266. (PMID: 27562341) ; Nat Commun. 2014 Sep 03;5:4767. (PMID: 25182477) ; Integr Comp Biol. 2017 Aug 1;57(2):171-184. (PMID: 28859407) ; Cell. 2008 Oct 17;135(2):216-26. (PMID: 18957198) ; J Bacteriol. 1999 May;181(10):3155-63. (PMID: 10322017) ; Nat Chem Biol. 2014 Feb;10(2):99-105. (PMID: 24316737) ; BMC Genomics. 2009 Dec 02;10:573. (PMID: 19954511) ; Nature. 2000 Jun 1;405(6786):590-3. (PMID: 10850721) ; Nat Commun. 2013;4:1451. (PMID: 23385595) ; Appl Environ Microbiol. 2017 Oct 17;83(21):. (PMID: 28821548) ; Elife. 2014 Sep 02;3:e02863. (PMID: 25182846) ; Proc Biol Sci. 2011 Dec 22;278(1725):3617-24. (PMID: 21976687) ; Proc Natl Acad Sci U S A. 2015 Nov 24;112(47):14429-35. (PMID: 26598662) ; J Bacteriol. 2000 Mar;182(5):1215-25. (PMID: 10671440) ; Nat Commun. 2019 Jun 24;10(1):2766. (PMID: 31235692) ; Cancer Res. 2017 Dec 1;77(23):6473-6479. (PMID: 29162615) Grant Information: R35 GM122561 United States GM NIGMS NIH HHS Contributed Indexing: Keywords: 2-dimensional; gene expression control; low variability; mammalian synthetic gene circuits; orthogonal control; synthetic biology; tunable Entry Date(s): Date Created: 20200314 Date Completed: 20210111 Latest Revision: 20210119 Update Code: 20231215 PubMed Central ID: PMC7197936

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Multiplexed Gene Expression Tuning with Orthogonal Synthetic Gene Circuits.