Komunikacije na podlagi RNA v heterogenih populacijah mimetičnih celic

Izhodiščni članek: RNA-Based Communication in Heterogeneous Populations of Cell Mimics

UVOD

Nastanek in uporaba sinteznih celic

Posnemanje celičnih funkcij s konstrukcijo sinteznih celic iz neživih materialov nam omogoča spoznavanje nujnih življenjskih funkcij. Sintezne celice so lipidne kapsule, ki vsebujejo dele DNA in določene encime. Vsaka stvar se pripravi ločeno v laboratoriju, ki jih nato sestaviš skupaj od spodaj navzgor v sintezno celico [1,2]. Z modifikacijami sinteznih celic lahko preučujemo kompartmente v celicah, jih gensko modificiramo, ki se odzivajo na signale v okolju in še več.

Regulacija z RNA

Eden izmed dobrih načinov regulacije teh celic je uporaba nukleinskih kislin, ki lahko tvorijo ortogonalne regulatorje. RNA je še posebej zanimiva, saj regulira in kodira sintezo proteinov, vendar je uporaba RNA signalov za regulacijo sinteznih celic trenutno še zelo neraziskano področje.

STAR in sprožilna RNA

V tej študiji so uporabili porozne polimere s programiranimi sinteznimi celicami in z genetskim vezjem. Ideja je bila vzpostaviti regulacijo sinteze proteinov z RNA v heterogenih populacijah pošiljateljskih in prejemniških celic. Izbrali so 2 RNA regulatorja. To sta majhna transkripcijsko aktivirajoča RNA (»a small transcription activating RNA« – STAR), ki bi delovala kot aktivator in sprožilna RNA, ki ob vezavi na lasnico spremeni obliko in omogoči translacijo [3,4]. To dvoje so združili v vrata IN. S temi vrati lahko preverjaš, kako vsak signal vpliva na celice ob različnih gostotah signala, oddaljenosti in odsotnosti signala.

LITERATURA

[1] Wong M, Badri A, Gasparis C, Belfort G, Koffas M. Modular optimization in metabolic engineering. Crit Rev Biochem Mol Biol 2021;56:587–602. https://doi.org/10.1080/10409238.2021.1937928,

[2] Zhao S, Li F, Yang F, Ma Q, Liu L, Huang Z, et al. Microbial production of valuable chemicals by modular co-culture strategy. World J Microbiol Biotechnol 2022;39:6. https://doi.org/10.1007/s11274-022-03447-6,

[3] Jiang W, Guo Y, Liang X, Zhang Y, Kang J, Jin Z, et al. A dual light-controlled co-culture system enables the regulation of population composition. Synth Syst Biotechnol 2025;10:574–82. https://doi.org/10.1016/j.synbio.2025.02.012,

[4] Optogenetics - an overview | ScienceDirect Topics. n.d. URL: https://www.sciencedirect.com/topics/neuroscience/optogenetics (Accessed 4 May 2025), [5] Wang S, Luo Y, Jiang W, Li X, Qi Q, Liang Q. Development of Optogenetic Dual-Switch System for Rewiring Metabolic Flux for Polyhydroxybutyrate Production. Molecules 2022;27:617. https://doi.org/10.3390/molecules27030617,

[6] Hirose Y, Shimada T, Narikawa R, Katayama M, Ikeuchi M. Cyanobacteriochrome CcaS is the green light receptor that induces the expression of phycobilisome linker protein. Proc Natl Acad Sci U S A 2008;105:9528–33. https://doi.org/10.1073/pnas.0801826105,

[7] Möglich A, Ayers RA, Moffat K. Design and Signaling Mechanism of Light-Regulated Histidine Kinases. J Mol Biol 2009;385:1433–44. https://doi.org/10.1016/j.jmb.2008.12.017.