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科学家用新的遗传密码创造了一种生物

科学家们第一次从根本上改变了生物体的遗传密码,提高了研究人员能够重组自然并创造有效新蛋白质来对抗疾病的可能性。来自耶鲁大学和哈佛大学的科学家们已经记录了一个生物体的整个基因组,并提高了细菌抵抗病毒的能力,这显示了重写生物体遗传密码的潜力。 “这是遗传密码首次发生根本变化,”耶鲁大学分子,细胞和发育生物学助理教授,10月18日发表在“科学”杂志上的研究的共同资深作者Farren Isaacs说。 “创造一种具有新遗传密码的生物体使我们能够以多种强有力的方式扩大生物功能的范围。”基因组重新编码的生物体的创造提高了研究人员可能能够重塑自然并创造有力的新形式的可能性。蛋白质可以实现无数目的 - 从抗击疾病到产生新的材料。该研究由艾萨克斯和合着者哈佛医学院的乔治教会领导,是合成生物学新兴领域多年研究的产物,旨在为有用的目的重新设计天然生物系统。在这种情况下,研究人员改变了生物学的基本规则。蛋白质由DNA的教学手册编码,由20个氨基酸组成,在细胞中发挥着许多重要的功能作用。氨基酸由包含DNA骨架的四种核酸的全部64个三联体组合编码。这些三联体(三个核苷酸组)称为密码子,是生命的基因字母。 Isaacs,耶鲁的Jesse Rinehart和哈佛大学的研究人员探讨了他们是否可以通过在整个基因组中替换不同的密码子或字母来扩展自然的手工,然后重新引入全新的字母来创建自然界中没有的氨基酸。这项工作标志着遗传密码首次在生物体的基因组中完全改变。在这项新研究中,研究大肠杆菌的研究人员交换了密码子并消除了终止蛋白质生产的天然终止标志。新的基因组通过限制病毒感染细胞的天然蛋白质的产生,使细菌抵抗病毒感染。艾萨克斯 - 与哈佛的Marc Lajoie,耶鲁的Alexis Rovner及其同事合作 - 然后将“停止”密码子转换成编码新氨基酸的密码子,并以即插即用的方式将其插入基因组。这项工作现在为将重新编码的细菌转变为活的铸造厂奠定了基础,能够生物制造新类型的“外来”蛋白质和聚合物。艾萨克斯说,这些新分子可为新一代材料,纳米结构,治疗药物和给药载体奠定基础。 “由于遗传密码是通用的,它提高了重新编码其他生物基因组的前景,”艾萨克斯说。 “这对生物技术产业产生了巨大的影响,可以开辟全新的研究和应用途径。”耶鲁大学的其他参与研究人员是Hans Aerni和Adrian Haimovich。出版物:Marc J. Lajoie等,“Genomically Recoded Organisms Expand Biological Functions,”Science 18 October 2013:Vol。 342没有。 6156页.357-360; DOI:10.1126 / science.1241459来源:比尔哈撒韦,耶鲁大学新闻图片:

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