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MilliporeSigma

Dual film-like organelles enable spatial separation of orthogonal eukaryotic translation.

Cell (2021-08-26)
Christopher D Reinkemeier, Edward A Lemke
RÉSUMÉ

Engineering new functionality into living eukaryotic systems by enzyme evolution or de novo protein design is a formidable challenge. Cells do not rely exclusively on DNA-based evolution to generate new functionality but often utilize membrane encapsulation or formation of membraneless organelles to separate distinct molecular processes that execute complex operations. Applying this principle and the concept of two-dimensional phase separation, we develop film-like synthetic organelles that support protein translation on the surfaces of various cellular membranes. These sub-resolution synthetic films provide a path to make functionally distinct enzymes within the same cell. We use these film-like organelles to equip eukaryotic cells with dual orthogonal expanded genetic codes that enable the specific reprogramming of distinct translational machineries with single-residue precision. The ability to spatially tune the output of translation within tens of nanometers is not only important for synthetic biology but has implications for understanding the function of membrane-associated protein condensation in cells.

MATÉRIAUX
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Sigma-Aldrich
Ammonium bicarbonate, ReagentPlus®, ≥99.0%
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Sigma-Aldrich
L-glutamine solution, 200 mM, solution, sterile-filtered, BioXtra, suitable for cell culture
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Sigma-Aldrich
Pénicilline-streptomycine, with 10,000 units penicillin and 10 mg streptomycin per mL in 0.9% NaCl, 0.1 μm filtered, BioReagent, suitable for cell culture
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Sigma-Aldrich
DAPI, for nucleic acid staining
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Sigma-Aldrich
Glucose oxydase from Aspergillus niger, Type X-S, lyophilized powder, 100,000-250,000 units/g solid (without added oxygen)
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Sigma-Aldrich
Polyéthylèneimine, ramifiée, average Mw ~25,000 by LS, average Mn ~10,000 by GPC, branched
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Sigma-Aldrich
Ribonucleic acid, transfer from Escherichia coli, Type XX, Strain W, lyophilized powder
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Sigma-Aldrich
Sulfate de dextran sodium salt from Leuconostoc spp., for molecular biology, average Mw >500,000 (dextran starting material), contains 0.5-2% phosphate buffer
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Sigma-Aldrich
Anticorps anti-HA monoclonal antibody produced in mouse, clone HA-7, ascites fluid
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Sigma-Aldrich
Catalase from bovine liver, aqueous solution, ≥30,000 units/mg protein
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Sigma-Aldrich
H-Lys(Z)-OH, ≥99.0% (NT)
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Sigma-Aldrich
Vanadyl ribonucleoside complexes, BioReagent, for molecular biology
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Sigma-Aldrich
bisBenzimide H 33342 trihydrochloride, ≥98% (HPLC and TLC)
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