대사 경로에서 플럭스 재분배를 위해서는 유전자 발현의 정밀한 제어가 필수적이다. CRISPR 간섭(CRISPRi) 시스템은 전사 수준에서 유전자 발현을 효과적으로 억제할 수 있으나, 특이성을 잃거나 세포 독성이 증가하지 않으면서 발현 수준을 정밀하게 제어하는 것은 여전히 어려운 과제로 남아 있다. 본 연구에서는 다양한 수준에서 전사 조절을 수행하는 조절 가능한 CRISPRi 시스템을 개발하였다. dCas9에 대한 결합 친화도를 조절하기 위해 반복(repeat), 테트라루프(tetraloop), 및 anti-repeat 영역을 표적하는 단일 가이드 RNA(sgRNA) 라이브러리를 구축하였다. 각 스크리닝된 sgRNA는 완전 억제 상태와 비억제 상태 사이의 특정 수준에서 유전자 발현을 조절할 수 있었으며(>45배), 또한 다양한 표적 DNA 서열에 대해 모듈형 조절을 가능하게 하였다. 본 시스템을 적용하여 예측 가능한 비율로 바이올라세인(violacein) 유도체를 생산하도록 대사 플럭스를 재분배하고, 라이코펜(lycopene) 생산을 최적화하였다. 이 시스템은 대사공학 및 합성생물학에서의 플럭스 최적화 과정을 가속하는 데 도움이 될 것이다.
*본 초록은 AI를 통해 원문을 번역한 내용입니다. 정확한 내용은 하기 원문에서 확인해주세요.