HinZip, a designed frankenprotein that combines Hin recombinase and FosW, mimics the structure and DNA-binding function of the HD-Zip plant transcription factor family
Notice bibliographique
Résumé
Small bespoke proteins that bind a desired DNA sequence in a cell's genome could be a powerful tool in various applications. Examples include using genetically encoded tools to control gene circuits in synthetic biology, or serve as a protein drug that inhibits a disease network impacting human health. We designed HinZip to bind a specific target comprising at least 24 base pairs with high affinity and DNA sequence specificity, because a larger DNA sequence is likely to be unique in a genome, thereby minimizing off-target effects. We took inspiration from the HD-Zip, a transcription factor family only found in plants. No high-resolution structures exist for HD-Zip: genome-wide analyses indicate that they use a homeodomain to bind DNA and leucine zipper for dimerization. HinZip is a fusion of the Hin recombinase DNA-binding domain and FosW leucine zipper. HinZip binds cooperatively as a dimer to DNA targets comprising two 12 base-pair hixC half-sites. Using bacterial one-hybrid and quantitative electrophoretic mobility shift assays, we tested spacings of 0-9 base pairs between half-sites to optimize the orientation and space parameters that FosW needs for coiled-coil dimerization. HinZip binds cooperatively to a 29 base-pair inverted hixC palindrome with Kd 17 nM and no binding to nonspecific DNA up to 2 µM protein. Hin—which lacks ability to dimerize—was previously shown to bind hixC with Kd 34 nM, showing similar binding to half- or full-sites and no cooperativity. HinZip/LA, where the Leu residues responsible for dimerization were replaced with Ala, showed virtually no benefit from cooperative binding at any full-site, and bound first as a monomer, and then as two monomers. Circular dichroism and dynamic light scattering indicate that only HinZip is capable of forming a coiled-coil dimer. HinZip demonstrates that even in the absence of guidance from structural information, small frankenproteins designed from cut-and-paste of unrelated protein modules can specifically target long DNA sequences with broad applications toward orthogonally controlling gene networks in a wide variety of organisms.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| 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 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».