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Lichtgesteuerte Genexpression auf Einzelzellebene

  • Wissenschaft · Methoden
  • Optogenetik und Einzelzellanalyse
  • Published:
BIOspektrum Aims and scope

Abstract

Photocaged compounds are light-responsive biomolecules that regain their primal function upon short light exposure. Thus, cellular functions such as bacterial gene expression can be non-invasively triggered in a gradual and homogenous fashion by light. Especially for single-cell research, optogenetic tools exhibit an enormous potential for achieving an accurate and straightforward control of parallelized expression cultures as shown here with photocaged Isopropyl-β-d-thioalactopyranoside (IPTG) in Escherichia coli.

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Literatur

  1. Mustafi N, Grünberger A, Mahr R et al. (2014) Application of a genetically encoded biosensor for live cell imaging of L-valine production in pyruvate dehydrogenase complex-deficient Corynebacterium glutamicum strains. PLoS One 9:e85731

    Article  PubMed Central  PubMed  Google Scholar 

  2. Grünberger A, Paczia N, Probst C et al. (2012) A disposable picolitre bioreactor for cultivation and investigation of industrially relevant bacteria on the single cell level. Lab Chip 12:2060–2068

    Article  PubMed  Google Scholar 

  3. Grünberger A, Probst C, Heyer A et al. (2012) Microfluidic picoliter bioreactor for microbial single-cell analysis: fabrication, system setup, and operation. J Vis Exp 82:e50560

    Google Scholar 

  4. Grünberger A, Wiechert W, Kohlheyer D (2014) Singlecell microfluidics: opportunity for bioprocess development. Curr Opin Biotechnol 29:15–23

    Article  PubMed  Google Scholar 

  5. Drepper T, Krauss U, Meyer zu Berstenhorst S et al. (2011) Lights on and action! Controlling microbial gene expression by light. Appl Microbiol Biotechnol 90:23–40

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  6. Brieke C, Rohrbach F, Gottschalk A et al. (2012) Lightcontrolled tools. Angew Chem Int Ed Engl 51:8446–8476

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  7. Ziegler T, Möglich A (2015) Photoreceptor engineering. Front Mol Biosci 2:30

    Article  PubMed Central  PubMed  Google Scholar 

  8. Young DD, Deiters A (2007) Photochemical activation of protein expression in bacterial cells. Angew Chem Int Ed Engl 46:4290–4292

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  9. Binder D, Grünberger A, Loeschcke A et al. (2014) Light-responsive control of bacterial gene expression: precise triggering of the lac promoter activity using photocaged IPTG. Integr Biol 6:755–765

    Article  CAS  Google Scholar 

  10. Dai J, Yoon SH, Sim HY et al. (2013) Charting microbial phenotypes in multiplex nanoliter batch bioreactors. Anal Chem 85:5892–5899

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

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Authors and Affiliations

  1. Institut Für Molekulare Enzymtechnologie, Universität Düsseldorf, Im Forschungszentrum Jülich, Jülich, Deutschland

    Dennis Binder & Anita Loeschcke

  2. Institut für Bio- und Geowissenschaften IBG1: Biotechnologie, Forschungszentrum Jülich, D-52425, Jülich, Deutschland

    Christopher Probst & Alexander Grünberger

  3. Institut Für Bioorganische Chemie, Universität Düsseldorf, Im Forschungszentrum Jülich, Jülich, Deutschland

    Claus Bier

Authors
  1. Dennis Binder
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  2. Christopher Probst
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  3. Claus Bier
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  4. Anita Loeschcke
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  5. Alexander Grünberger
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Corresponding author

Correspondence to Alexander Grünberger.

Additional information

Christopher Probst Jahrgang 1987. 2006–2011 Maschinenbaustudium an der Technischen Hochschule Ingolstadt. Seit 2011 Doktorarbeit am Institut für Bio- und Geowissenschaften (Leitung: Prof. Dr. W. Wiechert) des Forschungszentrums Jülich GmbH in der Arbeitsgruppe „Microscale Bioengineering“ von Jun. Prof. Dr. D. Kohlheyer.

Claus Bier Jahrgang 1984. 2004–2011 Chemiestudium an der Universität Bonn. Seit 2012 Doktorarbeit am Institut für Bioorganische Chemie (Leitung: Prof. Dr. J. Pietruszka) der Universität Düsseldorf.

Dennis Binder Jahrgang 1988. 2008–2013 Biochemiestudium an der Universität Düsseldorf. Seit 2013 Doktorarbeit am Institut für Molekulare Enzymtechnologie (Leitung: Prof. Dr. K.-E. Jaeger) der Universität Düsseldorf in der Arbeitsgruppe „Bakterielle Photobiotechnologie“ von Dr. T. Drepper.

Alexander Grünberger Jahrgang 1985. 2004–2010 Bioingenieurstudium an der Universität Karlsruhe (TH). 2010–2014 Doktorarbeit am Institut für Bio- und Geowissenschaften (Leitung: Prof. Dr. W. Wiechert) des Forschungszentrums Jülich GmbH in der Arbeitsgruppe „Microscale Bioengineering“ von Jun. Prof. Dr. D. Kohlheyer; dort seit 2014 Postdoc. 2015 VAAM-Promotionspreis.

Anita Loeschcke Jahrgang 1984. 2003–2009 Biologiestudium an der Universität Köln. 2009–2012 Doktorarbeit am Institut für Molekulare Enzymtechnologie (Leitung: Prof. Dr. K.-E. Jaeger) der Universität Düsseldorf in der Arbeitsgruppe „Bakterielle Photobiotechnologie“ von Dr. T. Drepper; dort seit 2012 Postdoc.

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Binder, D., Probst, C., Bier, C. et al. Lichtgesteuerte Genexpression auf Einzelzellebene. Biospektrum 21, 612–615 (2015). https://doi.org/10.1007/s12268-015-0622-7

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  • DOI: https://doi.org/10.1007/s12268-015-0622-7

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