聚合酶与 -35/-10 启动子位点结合的亲合力如何影响基因表达
亚细胞过程
2022-10-12 v1
摘要
尽管驱动大肠杆菌转录所需的关键启动子元件早已被理解，我们仍无法预测任意新型启动子的行为，这阻碍了表征大量已测序调控结构以及设计新型合成线路的能力。本工作基于 Urtecho 等人近期一项出色实验，其测量了超过 10,000 个涵盖一小套调控元件所有可能组合的启动子的基因表达。利用该数据，我们证明基因表达能量矩阵模型中的一个核心主张——即每个启动子元件对基因表达独立且加性地贡献——与实验测量相矛盾。我们提出此类模型缺失的关键要素是 -35 与 -10 RNA 聚合酶结合位点之间的亲合力，并发展了纳入该效应的所谓精炼能量矩阵模型。我们展示该精炼能量矩阵模型能够刻画全部基因表达数据，并探索了该框架的若干应用，即 -35 与 -10 位点的多价结合如何缓冲 RNAP 动力学免受突变影响，以及结合过紧的启动子如何抑制基因表达。我们方法的成功表明亲合力代表了支配 RNA 聚合酶与其启动子相互作用的关键物理原理。
引用
@article{arxiv.1904.01847,
title = {How the Avidity of Polymerase Binding to the -35/-10 Promoter Sites Affects Gene Expression},
author = {Tal Einav and Rob Phillips},
journal= {arXiv preprint arXiv:1904.01847},
year = {2022}
}