全新设计的合成转录调控因子作为构建复杂的多层基因回路的遗传部件具有巨大的潜力。先进的核酸序列设计工具提供的设计灵活性极大地扩展了电路设计的调节元件的功能。原则上，合成调节器的设计空间应允许构建任意复杂性的调节电路；然而，这些元件的正交性和鲁棒性尚未完全阐明，因此限制了合成电路的深度和宽度。

近日，团队成员赵明明同学在期刊Journal of Biological Engineering上发表了题为“Construction of multilayered gene circuits using de-novo-designed synthetic transcriptional regulators in cell-free systems”的相关研究论文（Journal of Biological Engineering 2024, 18, 64）。该论文系统地探索了合成转录调控因子的设计策略，称为可切换转录终止子。具体来说，通过全新设计关键序列结构域，创建了一个高性能的可切换转录终止子，当其同源输入RNA激活时，其最大折叠变化为283.11。此外，为改善复杂多层电路结构的正交性，开发了一种自动设计算法。所得到的正交可切换转录终止子可用于构建三层级联电路和二输入三层或门。该研究展示了一种设计标准化调控元件和组装模块化基因电路的实用策略，最终为复杂合成基因电路的流线型构建奠定了基础。

在无细胞系统中使用de-novo设计的合成转录调控因子构建多层基因回路