Design of RNA-based condensates for enzymatic pathway engineering:Ph.D. Dissertation by Martin Vincent Gobry
Notice bibliographique
Résumé
Engineering cell factories is central for the production of numerous pharmaceutical and food-related compounds. However, maintaining the host cell’s homeostasis while driving the expression of an exogenous metabolic pathway poses significant challenges. One promising strategy to enhance metabolic efficiency is the clustering and up-concentration of enzymes within microcompartments, which can improve yield and provide better control over metabolic rates. The scope of this PhD project was to develop artificial microcompartments in the form of modular RNA phase-separating scaffolds, capable of recruiting and clustering proteins to offer a new tool for enzymatic pathway control. Two distinct approaches to phase-separating RNA were explored: "RNA nanostars" and "Trinucleotide Repeat Sequences. RNA nanostars are three-way junction single-stranded RNAs equipped with kissing loops at the end of each arm, enabling them to phase-separate co-transcriptionally through internanostar kissing loop interactions. A key advancement in this work was the development of a switchable kissing loop, allowing for controlled condensate formation and dissolution via a strand-displacement mechanism targeting the kissing loop interactions. Additionally, the controlled clustering of proteins was investigated using a nanostar design with an extra arm carrying a protein-binding aptamer. We characterised the recruitment of cargo fluorescent proteins fused to RNA-binding domains to these RNA condensates, which involved optimisation of the nanostar designs, with particular focus on the arm length. Furthermore, trinucleotide repeat sequences (e.g., CAG ×47 repeats), known for their inherent ability to condensate, were optimized for cloning and expression in yeast. These trinucleotide repeat-based condensates were functionalised by incorporating protein-binding aptamer arrays to recruit fluorescent proteins and enzymes for pathway compartmentalisation. Overall, we characterised the RNA scaffolds in vitro before initiating preliminary work on the expression of nanostar- and trinucleotide repeat-based condensates in E. coli and S. cerevisiae, respectively. Bridging the gap between in vitro and cellular expression proved particularly challenging, but significantly advanced our understanding of RNA-based condensate behavior in vivo.
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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 | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,005 | 0,003 |
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 ».