T7 RNAポリメラーゼの防止読み取りスルー転写 - バイオプロセスの安定性を改善できる合成終了信号

ファージ由来のT7 RNAポリメラーゼは、合成生物学の分野で使用される最も顕著な直交転写システムです。ただし、T7 RNAポリメラーゼによって駆動される遺伝子発現は、T7ターミネーターの文脈性のため、読み取りスルー転写を起こしやすいです。ネイティブT7ターミネーターの終端効率は約80％であるため、発現ユニットの断熱性が不十分です。2つのよく知られている転写ターミネーター（RRNBT1およびT7）と合成T7端子信号の組み合わせを使用することにより、終端効率を99％に増加させることができました。製品の収量とプロセスの安定性に対する強化された終了信号の推定効果を特徴付けるために、産業に関連するFRBバッチ栽培が実行されています。改良されたターミネーション信号を含むPET30A誘導体を運ぶ大腸菌HMS174（DE3）株の発酵により、プラスミドコピー数（PCN）の有意な減少と標準条件下での総タンパク質収率の増加が示されました。

The phage-derived T7 RNA polymerase is the most prominent orthogonal transcriptions system used in the field of synthetic biology. However, gene expression driven by T7 RNA polymerase is prone to read-through transcription due to contextuality of the T7 terminator. The native T7 terminator has a termination efficiency of approximately 80% and therefore provides insufficient insulation of the expression unit. By using a combination of a synthetic T7 termination signal with two well-known transcriptional terminators (rrnBT1 and T7), we have been able to increase the termination efficiency to 99%. To characterize putative effects of an enhanced termination signal on product yield and process stability, industrial-relevant fed batch cultivations have been performed. Fermentation of a E. coli HMS174(DE3) strain carrying a pET30a derivative containing the improved termination signal showed a significant decrease of plasmid copy number (PCN) and an increase in total protein yield under standard conditions.