Stony-Brook #

Nitroscillator: Engineering Sustainable Nitrogen-Fixing Bacteria with Genetic Oscillators #

Nitrogen fertilizers are used to fulfill the food requirements of a growing, global population. However, due to the environmental repercussions of fertilizer synthesis and usage, an alternative is needed. We propose a sustainable biofertilizer design that replicates diazotrophs’ nitrogen-fixing ability while reducing environmental impact. Our approach involves introducing nitrogenase genes into an oscillatory genetic network in Escherichia coli and Pseudomonas protegens. This system can be altered to regulate the expression of varied target genes, making it a useful tool in synthetic biology. In conjunction with wet lab experiments, we used our MATLAB model to predict levels of expression of the nitrogenase enzyme in the dual-feedback circuit. We successfully assembled nifBHD, nifKEN, nifXV, and hesA into separate plasmids, demonstrating proof of the assembled operon in our system. We also were able to obtain oscillatory GFP expression via confocal microscopy.

窒素肥料は、増加する世界人口の食料要求を満たすために使用されています。しかし、肥料の合成と使用による環境への影響を考えると、代替策が必要です。私たちは、ダイアゾトロフの窒素固定能力を複製しつつ環境への影響を減少させる持続可能なバイオ肥料設計を提案します。私たちのアプローチは、エッシャーキア・コリとプセウドモナス・プロテゲンスの振動遺伝ネットワークに窒素還元酵素の遺伝子を導入することを含みます。このシステムは、様々なターゲット遺伝子の発現を調節するために変更することができ、合成生物学において有用なツールとなります。ウェットラボの実験と並行して、私たちはMATLABモデルを使用して、2重フィードバック回路における窒素還元酵素の発現レベルを予測しました。私たちはnifBHD、nifKEN、nifXV、そしてhesAを別々のプラスミドに正常に組み合わせ、我々のシステムでの操作子の組み立ての証拠を示しました。また、共焦点顕微鏡を通じて振動GFPの発現を得ることができました。

reference:

• iGEM Stony-Brook Team Information
• iGEM Stony-Brook Wiki