擴(kuò)展DNA的字母表可以讓細(xì)胞產(chǎn)生新的蛋白質(zhì)
科學(xué)家正在擴(kuò)大遺傳生命規(guī)范,使用人造DNA創(chuàng)造一種半合成細(xì)菌菌株 - 而新的研究表明,這些改變的微生物實際上產(chǎn)生的蛋白質(zhì)不同于自然界中發(fā)現(xiàn)的蛋白質(zhì)。這是向設(shè)計師藥物開發(fā)邁出的一步。
高中生物學(xué)的第一課:所有生命都由四個已知的字母A,T,C和G組成的DNA構(gòu)建塊組成。它們組合在一起形成DNA的梯狀梯級?,F(xiàn)在這個梯子上有一個新的梯級。
位于加利福尼亞州拉霍亞的斯克里普斯研究所的一個研究小組擴(kuò)大了基因字母表,創(chuàng)建了兩個人工DNA“字母”,稱為X和Y.幾年前,研究人員釀造了一種常用于實驗室的大腸桿菌包含天然DNA和這種新的人工堿基對的研究 - 在細(xì)胞內(nèi)儲存額外的遺傳信息。
下一個挑戰(zhàn):正常DNA包含細(xì)胞編碼,形成可以完成生命工作的蛋白質(zhì)。攜帶這種奇怪的基因組雜種的細(xì)胞能以同樣的方式工作嗎?
研究人員周三在“自然”雜志上報道說,果然,改變的細(xì)胞會產(chǎn)生含有非天然氨基酸的熒光蛋白。
“我們可以生產(chǎn)出比平常更多東西的蛋白質(zhì),”負(fù)責(zé)該項目的斯克里普斯化學(xué)家弗洛伊德羅曼斯伯格解釋道。
雖然對綠色細(xì)菌進(jìn)行編程提供了證據(jù)表明該方法可行,但最終“我們希望獲得新蛋白質(zhì)的蛋白質(zhì),”他說。
這是合成生物學(xué)領(lǐng)域的最終目標(biāo) - 設(shè)計生物體的工作方式與自然界的方式不同,因此科學(xué)家可以利用它們創(chuàng)造設(shè)計藥物,生物燃料或一系列其他產(chǎn)品。Scripps的技術(shù)已獲得生物技術(shù)公司Romesberg的共同創(chuàng)辦,Synthorx Inc.的許可,旨在制造新型蛋白質(zhì)藥物。
這項新工作追溯了生物學(xué)步驟,因為改變后的大腸桿菌讀取了人工遺傳密碼并組裝了新蛋白質(zhì)的碎片,其效率與使用正常DNA相同。
紐約大學(xué)的合成生物學(xué)研究員杰夫·伯克(Jef Boeke)表示,該平臺提供了一種增加活細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)多樣性的方法,他沒有參與斯克里普斯的工作。
Boeke說,這種細(xì)菌菌株“在其基因組中的這些位置上以非常顯著和不尋常的方式進(jìn)行了修飾”。“這就是它與當(dāng)今地球上其他生物體的不同之處。”
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