Team:HIT-Harbin/Design

AhR（arylhydrocarbon receptor）是在生命体内的二恶英及其类似物的结合受体，它能在二恶英的诱导下，通过膜转运与生物体内DNA相关序列结合，促使下游xenobiotic metabolizing enzymes(XMEs) 家族中的 CYP1A1 gene 表达，从而对生物体代谢进行不同程度的调控。 其具体的调控方式如图~所示，In the absence of ligand, AhR is present in the cytosol in a complex with Hsp90, XAP2 and p23 proteins. Upon binding to a ligand, the AhR complex translocates into the nucleus and the AhR dissociates from Hsp90 complex to form a heterodimer with its partner molecule, Arnt. Thus, the formed AhR/Arnt heterodimer recognizes an enhancer DNA element designated xenobiotic responsive element (XRE) sequence located in the promoter region of CYP1A1gene, resulting in the enhanced expression of the gene[1].

Reference：[1] Functional role of AhR in the expression of toxic effects by TCDD

小鼠的AHR蛋白是由805个氨基酸序列组成，其中如图所示，包含bHLH (basic helix – loop – helix)、 PAS (Per – Arnt– Sim) domain、(A and B) PAS A and B repeats Q-rich (glutamine rich) region,其中PAS domain能够在hsp90存在的情况下与目标物质dioxin及其类似物结合并在ANRT的帮助下通过bHLH序列与DNA结合，诱导下游基因的表达。我们用lexA DBD蛋白将AHR的第1-82位的氨基酸换掉，使得融合的蛋白质能够与下游基因的增强子lexAoperator相结合，出发cyc1 promoter对下游黄色荧光蛋白的表达。从而使融合蛋白能够在酵母中起到对二噁英的检测功能。

Here we add a rational design of cellular memory in yeast that employs autoregulatory transcriptional positive feedback .我们在表达的上述由二噁英诱导的黄色荧光蛋白后融合了lexAop及mdr521-805这段DNA绑定的辅助序列。通过这段基因序列的改造，装置在探测到二噁英分子后，就能快速大量的表达黄色荧光蛋白，并且由于正反馈的作用，当二噁英不存在后，装置仍能稳定的表达黄色荧光蛋白，实现了信号增强及记忆的功能。