将四环素抑制子设计并改造为对磺酰脲类除草剂具有响应性的基因开关，用于田间作物

《Nature Communications》：Design and evolution of the tetracycline repressor into sulfonylurea herbicide-responsive gene switches for field crops

　　

摘要

化学诱导的表达系统能够根据外部小分子来调节转基因的表达。基于四环素抑制因子（TetR）的基因开关在植物中可以有效发挥作用，但抗生素既未被批准用于农作物，也不建议使用。本文报道了经过改造的TetR突变体，这些突变体能够响应已获批准的磺酰脲类（SU）除草剂而非抗生素。设计的突变体对乙胺磺隆（Es）或氯磺隆的EC₅₀值较低，并且仅在缺乏相应除草剂的情况下才能与Tet操作序列紧密结合。两种抑制因子与其相应除草剂配体复合物的晶体结构显示了广泛的相互作用，这解释了它们强大的结合能力。基于Es抑制因子的基因开关被引入烟草、大豆、玉米、水稻和拟南芥（Arabidopsis）中，施用除草剂后观察到显著的报告基因激活现象。添加一种针对抑制因子转录本的siRNA可以增强除草剂处理后的响应强度和空间分布，从而实现部分双稳态的基因开关功能。这些SU抑制因子在哺乳动物细胞培养中也表现出良好的活性，可能有助于与TetR共同调控其他基因。