Membangun Sistem Memori Genetik Berbasis Serine Integrase In Vitro

ABSTRAK
Meningkatnya permintaan akan biosistem canggih memerlukan pendekatan inovatif untuk menyimpan dan memproses informasi genetik. DNA, sebagai media penyimpanan berdensitas tinggi, menawarkan solusi yang menjanjikan untuk menciptakan sistem memori genetik yang dapat memberikan respons yang bergantung pada keadaan terhadap berbagai rangsangan. Hingga saat ini, banyak penelitian telah melaporkan sistem memori genetik pada organisme hidup. Namun, mengembangkan sistem memori genetik in vitro yang modular, ortogonal, dan terukur dengan komponen biologis yang dapat diskalakan tetap menjadi tantangan yang signifikan. Dalam penelitian ini, kami menyajikan sistem memori genetik in vitro yang memanfaatkan tiga integrase serin ortogonal untuk penyimpanan dan pemrosesan informasi berbasis DNA. Dengan mengatur sistem menjadi tiga modul standar yang menampilkan dua interaksi kimia nonkovalen (streptavidin-biotin dan parS -ParB), kami berhasil merancang dan menguji ortogonalitas, skalabilitas, dan fungsionalisasi sistem ini. Khususnya, kami memperluas aplikasi untuk menerapkan proses biotransformasi berjenjang yang mengubah stirena menjadi ( S )-1-fenil-1,2-etanadiol (( S )-PED) dengan efisiensi yang luar biasa, mencapai hingga dua kali lipat laju transformasi dibandingkan dengan enzim murni yang mengambang bebas. Kami mengantisipasi bahwa konstruksi ini memiliki potensi signifikan untuk memajukan sistem memori buatan secara in vitro dan akan menyediakan kerangka kerja yang andal untuk pengembangan fungsi biokimia yang dapat diprogram dalam biologi sintetis.