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Enregistrement W6959178810 · doi:10.7907/z9w66hs4

Synthetic Biology Tools for Targeted Incorporation of Non-Canonical Amino Acids into Cellular Proteins

2015· article· en· W6959178810 sur OpenAlexfundno aff

Notice bibliographique

RevueCaltechTHESIS (California Institute of Technology) · 2015
Typearticle
Langueen
DomaineBiochemistry, Genetics and Molecular Biology
ThématiqueGenomics and Phylogenetic Studies
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of Canada
Mots-clésProteomeAmino acidBioorthogonal chemistryProteomicsProtein biosynthesisSynthetic biologyMetabolic engineeringGene expressionGene

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Proteins mediate many essential functions in cells, and methods to profile cellular proteins are of great interest for biological discovery. Whereas all of the cells in an organism share the same genome, the landscape of proteins (the proteome) varies between different cell types and over the lifetime of the organism. Rapid progress in mass spectrometers is enabling the detailed analysis of cellular proteomes. Whereas better instruments increase coverage, throughput, and measurement precision, new chemical reporters, metabolic tags, and synthetic biology techniques are required to enhance the specificity and spatiotemporal resolution of protein labeling and detection. This work introduces methods for cell-selective proteome analysis through the incorporation of non-canonical amino acids into newly synthesized proteins. Chapter I provides an overview of current technologies for translational profiling and proteomic analysis in cells. Strategies for the residue-specific incorporation of non-canonical amino acids and bioorthogonal non-canonical amino acid tagging are discussed. Chapter II introduces a new approach for the identification of secreted bacterial proteins from infected host cells using non-canonical amino acid labeling. This work demonstrates an application of cell-selective proteome labeling. Selectivity is achieved through controlled expression of a mutant aminoacyl tRNA synthetase (aaRS) enzyme that enables the metabolic incorporation of a non-canonical amino acid. Ideally, the activity of multiple genes should be used to genetically control the extent of proteome labeling in cells. This is useful because many cell states are characterized by the activity of multiple genes and identified based on the expression of several proteins. Therefore chapter III introduces a novel approach to control proteome labeling as a function of multiple promoters using a genetically encoded AND gate based on a bisected methionyl-tRNA synthetase, a class I aaRS. Cellular protein labeling occurs only upon activation of two different promoters that drive expression of the N- and C-terminal fragments of this bisected aaRS. The utility of this tool is demonstrated by the selective labeling of proteins in subpopulations of bacterial cells in a laminar-flow microfluidic channel. Chapter IV extends the cell-selective incorporation of non-canonical amino acids from bacterial systems to mammalian cells by introducing a mutant mammalian methionyl-tRNA synthetase for cell-targeted proteome labeling. This enzyme is genetically encoded and can be conditionally activated for time-resolved and cell-targeted proteome analysis in a variety of different mammalian cell types. Chapter V uses this enzyme for lineage-specific proteomic analysis of mouse embryonic stem cells during differentiation to cardiac and mesoderm lineages. This approach for lineage-specific protein labeling enables the unbiased and comprehensive analysis of proteomic changes that occur during stem cell differentiation and cell-fate commitment. Appendices A-G provide brief summaries of publications and research efforts during my PhD that are not directly related to this thesis. These publications are the result of a number of collaborations that I have been fortunate to be involved with during my graduate research. The technologies and methods introduced in this thesis provide versatile tools for the comprehensive and unbiased detection and identification of newly synthesized proteins in complex multicellular systems. Time-resolved, genetically encoded, and spatially defined non-canonical amino acid incorporation enables the identification of proteins involved in cell-cell interactions and the proteins made during specific cell states.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,069
Score d'incertitude au seuil0,953

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0010,000
Intégrité de la recherche0,0010,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

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.

Tête enseignante Opus0,023
Tête enseignante GPT0,251
Écart entre enseignants0,229 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2015
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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