Effects of dynamic riboregulators on signal processing in prokaryotic gene expression

Je známe, že nekódující RNA hrají významnou roli v regulaci transkripce a translace v genetických sítích. Jednoduché jednokrokové mechanismy aktivace/inhibice jsou dobře zdokumentované v literatuře. Cílem tohoto projektu je prozkoumat dynamické vlastnosti regulace translace používající opakované hybridizace RNA s oblastí 5'UTR mRNA. Je předpokládáno, že takovýto typ regulace vykazuje dynamiku vhodnou v proofreading mechanismech a podobnou mechanismům kooperativity.Katedra kybernetikyObhájenoIt is well known that non-coding RNA sequences play an important role in transcriptional and translational regulatory networks. Simple one-step activation/inhibition methods are well documented in literature. The purpose of this project is to explore dynamic properties of translational regulation based on recurrent RNA hybridization with the 5' untranslated mRNA regions. It is hypothesized that RNA-based regulation exhibits dynamics with important proofreading functions and mechanisms of cooperativity

Effects of dynamic riboregulators on signal processing in prokaryotic gene expression

Je známe, že nekódující RNA hrají významnou roli v regulaci transkripce a translace v genetických sítích. Jednoduché jednokrokové mechanismy aktivace/inhibice jsou dobře zdokumentované v literatuře. Cílem tohoto projektu je prozkoumat dynamické vlastnosti regulace translace používající opakované hybridizace RNA s oblastí 5'UTR mRNA. Je předpokládáno, že takovýto typ regulace vykazuje dynamiku vhodnou v proofreading mechanismech a podobnou mechanismům kooperativity.Katedra kybernetikyObhájenoIt is well known that non-coding RNA sequences play an important role in transcriptional and translational regulatory networks. Simple one-step activation/inhibition methods are well documented in literature. The purpose of this project is to explore dynamic properties of translational regulation based on recurrent RNA hybridization with the 5' untranslated mRNA regions. It is hypothesized that RNA-based regulation exhibits dynamics with important proofreading functions and mechanisms of cooperativity

Characterisation of off-target activation in cell-cell signal transmission networks

Studium mezibuněčné komunikace je důležitou oblastí biologie. Důmyslně navržené komunikační sítě lze nalézt v organismech od bakterií po savce. Přesto není moc známo o způsobu jejich návrhu. Tato práce uvádí novou metodu modelování zaměřenou na optimalizaci těchto sítí. Navržená metoda je použita při optimalizaci tří biologicky odlišných případů jednokrokové homogenní komunikační sítě. Je ukázáno, že použití pozitivní zpětné vazby je výhodné pro rychlou a přesnou komunikaci. Nastavení síly zpětné vazby je dále diskutováno. Získané výsledky jsou porovnány s příklady použití zpětné vazby v bakteriálních quorum sensing sítích.ObhájenoIntercellular communication is an important field of study in biology. Intricately designed communication networks are found in organisms ranging from bacteria to mammals, yet not much is known about the design behind them. This work proposes a novel modelling method focused on optimization of communication networks. The proposed method is used to optimize the performance of a one-step communication network, with three biologically different cases considered. It is shown that designs utilizing positive feedback yield the best performance, and the feedback setup is discussed. A biological parallel to the derived results is found in the use of positive feedback in bacterial quorum sensing

Reproducibility of fluorescent expression from engineered biological constructs in E. coli

We present results of the first large-scale interlaboratory study carried out in synthetic biology, as part of the 2014 and 2015 International Genetically Engineered Machine (iGEM) competitions. Participants at 88 institutions around the world measured fluorescence from three engineered constitutive constructs in E. coli. Few participants were able to measure absolute fluorescence, so data was analyzed in terms of ratios. Precision was strongly related to fluorescent strength, ranging from 1.54-fold standard deviation for the ratio between strong promoters to 5.75-fold for the ratio between the strongest and weakest promoter, and while host strain did not affect expression ratios, choice of instrument did. This result shows that high quantitative precision and reproducibility of results is possible, while at the same time indicating areas needing improved laboratory practices.Peer reviewe