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Accès ouvert déclaré 2020 article

Theoretical investigation of a genetic switch for metabolic adaptation

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Rattachement africain : ch, us. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Membrane transporters carry key metabolites across the cell membrane and, from a resource standpoint, are hypothesized to be produced when necessary. The expression of membrane transporters in metabolic pathways is often upregulated by the transporter substrate. In E. coli, such systems include for example the lacY, araFGH, and xylFGH genes, which encode for lactose, arabinose, and xylose transporters, respectively. As a case study of a minimal system, we build a generalizable physical model of the xapABR genetic circuit, which features a regulatory feedback loop via membrane transport (positive feedback) and enzymatic degradation (negative feedback) of an inducer. Dynamical systems analysis and stochastic simulations show that the membrane transport makes the model system bistable in certain parameter regimes. Thus, it serves as a genetic "on-off" switch, enabling the cell to only produce a set of metabolic enzymes when the corresponding metabolite is present in large amounts. We find that the negative feedback from the degradation enzyme does not significantly disturb the positive feedback from the membrane transporter. We investigate hysteresis in the switching and discuss the role of cooperativity and multiple binding sites in the model circuit. Fundamentally, this work explores how a stable genetic switch for a set of enzymes is obtained from transcriptional auto-activation of a membrane transporter through its substrate.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Theoretical investigation of a genetic switch for metabolic adaptation
Date Crossref
07/05/2020
Éditeur
Public Library of Science (PLoS)
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Les institutions déclarées

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

Les sujets associés

Gene Regulatory Network AnalysisBacterial Genetics and BiotechnologyMicrobial Metabolic Engineering and Bioproduction

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