1。転写調節：
- 転写因子：微生物は、DNAに特異的に結合し、特定の遺伝子の転写を促進または抑制する転写因子を生成することができます。これらの転写因子は、さまざまな環境の手がかりまたは代謝中間体によって活性化または阻害される可能性があります。たとえば、特定の基質または副産物の存在は、その代謝または解毒に関与する遺伝子の発現を引き起こす可能性があります。
2。mRNA安定性：
-Riboswitches：リボスイッチは、mRNA転写産物の5 '非翻訳領域（UTR）内にあるCIS作用RNA要素です。それらは、特定の代謝物またはリガンドに結合し、リボソーム結合部位のアクセシビリティを調節することができ、それにより下流遺伝子の翻訳を制御できます。たとえば、リボススイッチは、グルコースやアミノ酸などの特定の栄養素の利用可能性を感知し、取り込みと代謝に関与する遺伝子の発現を調節することができます。
3。翻訳規制：
- 小さな調節RNA（SRNA）：SRNAは、標的遺伝子のmRNAに結合し、翻訳を妨害することにより遺伝子発現を調節する小さな非コードRNA分子です。それらは翻訳を阻害したり、mRNAの分解を誘発したりすることができます。 SRNAは、宿主の微生物や、バイオリーフィンプロセスに関与する微生物コミュニティメンバーによってさえ生産できます。
4。クォーラムセンシング：
- 微生物バイオリーファイナーは、多くの場合、微生物群集に関与します。クォーラムセンシングは、多くの微生物が採用して行動を調整するために使用される細胞間通信メカニズムです。これにより、微生物コミュニティはその密度を感知し、集合的に対応できます。たとえば、特定のシグナル分子の特定のしきい値に到達すると、バイオフィルム形成、抗生物質産生、またはバイオリファイナリープロセスに重要な他の代謝活動に関与する遺伝子の発現を引き起こす可能性があります。
5。代謝規制：
- フィードバックの抑制と誘導：代謝経路は、フィードバックメカニズムによって調節されます。最終製品または中間体は、経路内の初期の酵素の活性を阻害し、過剰な代謝産物の蓄積を防ぐことができます。逆に、基質は代謝に関与する酵素をコードする遺伝子の発現を誘導し、利用可能なリソースの効率的な利用を確保することができます。
6。環境センシング：
- 2成分システム：多くの微生物は、2成分システムを使用して、環境の変化を感知して応答します。これらのシステムは、外部信号を検出する膜貫通センサータンパク質と、遺伝子発現を調節する細胞質応答調節因子で構成されています。センサータンパク質は、特定のリガンドに結合することで活性化でき、微生物代謝を一般的な条件に適応させる転写変化につながります。
7。CRISPR-CASシステム：
-CRISPR-CASシステムは、多くのバクテリアや古細菌に見られる適応防御メカニズムです。それらは、特定のDNA配列をターゲットとサイレンシングすることにより、遺伝子調節に役割を果たします。一部の微生物バイオリーフィナリーアプリケーションでは、CRISPR-CASシステムを設計して、生物生物合成または代謝経路に関与する遺伝子の発現を調節することができます。
微生物バイオレフィンによって採用されている規制メカニズムは非常に多様であり、関与する特定の微生物、関心のある基質と産物、および全体的な代謝ネットワークの影響を受けていることに注意することが重要です。ゲノムスケールの代謝モデリングやトランスクリプトミクスなどのシステム生物学的アプローチは、パフォーマンスと生産性を向上させるために、微生物バイオリファイネリー内の調節メカニズムを理解および最適化するためによく使用されます。
