Dynamic control of arabinose and xylose utilization in<i>E. coli</i>
Notice bibliographique
Résumé
Abstract The common bacterium Escherichia coli ( E. coli ) can utilize the pentose sugars arabinose and xylose for growth and energy. When fed both these sugars, the bacterium preferentially utilizes arabinose and only when all the arabinose is exhausted from the media does it start to use xylose. This hierarchical utilization of the two sugars is dictated by two proteins: AraC and XylR. These proteins act as controllers of sugar utilization and dictate the timing and rate of utilization of these sugars. While the biochemical interactions defining individual arabinose and xylose utilization systems are well understood, it is not completely understood how the hierarchical utilization is maintained by the bacterium, and how the regulatory crosstalk between the two systems facilitates this hierarchy. To help answer these questions, in this work, we systematically experimentally characterize the regulatory crosstalk between the two sugar utilization systems. Our work demonstrates extensive interaction between the two sugar systems. Specifically, data from our experiments suggest that the xylose system can regulate arabinose gene expression and consequently, cellular physiology dynamically via promiscuous transport and maybe through cross interactions between regulator and non‐cognate sugar. Put together, we demonstrate that arabinose and xylose utilization networks exhibit an example of distributed control in a biological system. This design likely ensures that the system does not fail under perturbations (mutations). Our results help understand multi‐process control in biological systems and bring to light design criteria for synthetic biology applications.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».