科学家重新编码生物体的基因组

这项技术有潜力将微生物转化为有效的生活工厂可以制造新颖的化合物。

合成生物学的新兴领域寻求重新设计自然生物系统用于新的目的。生活的微生物高效机制快速和可靠地生产蛋白质,细胞的构建块。这种能力一直被用来产生大量传统的蛋白质,如胰岛素,供医疗使用。

蛋白质时,遗传密码中包含DNA转录成RNA分子密切相关。然后RNA作为模板蛋白。

每组3 DNA碱基,称为密码子,指导细胞的机器添加特定的氨基酸蛋白质链增长。然而,不同的密码子可以代码相同的氨基酸。例如,GCA、GCC、GCG GCT所有直接的不同部位细胞的机械添加相同的氨基酸,丙氨酸。同样,UAG UAA,佐治亚大学都是RNA码“停止”。每个员工不同的机械停止生产蛋白质的氨基酸链一旦完成。

乔治博士领导的研究小组教会哈佛医学院和耶鲁大学医学院的艾萨克博士着手重新编码大肠杆菌基因组允许它合成非标准氨基酸(NSAA)合并到其蛋白质结构。这种方法将使细菌生产新材料。工作的部分资金由国家卫生研究院的国家糖尿病、消化和肾脏疾病研究所(NIDDK),医学科学研究所(美国),和一个美国国立卫生研究所主任早期独立奖。结果出现在2013年10月18日的科学杂志上。

在这个概念验证研究中,研究人员利用海量UAG终止密码子。首先,他们在基因组的所有实例UAG转向另一个终止密码子,UAA。这确保蛋白质生产仍将结束在适当的点,让细胞功能正常。然后他们把阻止机械与UAG细胞。最后,他们介绍了转基因组件(氨酰合成酶和tRNA),重新分配UAG直接细胞NSAAs合并到氨基酸链。

测试基因记录生物(GRO),科学家们包括UAG密码子序列中的绿色荧光蛋白。他们发现GROs成功整合NSAAs到蛋白质。

删除停止机械与UAG密码子不损害GRO繁殖的能力。格罗斯还显示增加抵抗病毒感染的一种细菌。新的基因可能编码可能保护细胞,导致错误当病毒蛋白质翻译。

创建一个GRO提高的可能性,研究人员可以重组,创造新形式的蛋白质性质。哈佛集团发表的一篇研究表明,该方法可能是可行的基因组中其他几个密码子。

“由于遗传密码是普遍的,它提出了其他生物的基因组编码的前景,”艾萨克说。“这在生物技术产业有着巨大的影响,可以打开全新的途径的研究和应用。”