原标题:大肠杆菌密码子数从64减至57为新药和新材料研发开辟新途径
英国剑桥分子生物学实验室科学家在最新一期《科学》杂志发表最新成果称,他们将大肠杆菌基因组包含的64个密码子缩减为57个,并将这一新菌株命名为Syn57。这项研究犹如为生命体“瘦身”,有望为研发抗病毒药物和新材料提供新思路。
生命的密码DNA由A、C、G、T这4种核苷酸组成,这些“字母”每三个一组构成密码子。4种核苷酸组成了64个密码子,就像64把不同的“钥匙”,其中61把用于蛋白质合成,另外3把则是终止蛋白质合成的“休止符”。
在蛋白质合成过程中,密码子会被转译成氨基酸。鉴于天然蛋白质仅含有20种氨基酸,理论上,生命只需要21把“钥匙”——20个合成密码子外加一个终止密码子,就能完成所有蛋白质的合成。这导致大量密码子冗余。
一些研究表明,有些冗余密码子或有助防止DNA发生突变,但去除不必要的冗余密码子可能也会带来某些益处。2019年,该科研团队通过对密码子进行18214次改造,将大肠杆菌基因组内的密码子从64个精简到61个,并得到名为Syn61的新菌株。Syn61已展现出抗病毒特性,正被用于药物研发和新材料制造。
在最新研究中,剑桥团队将大肠杆菌基因组划分为38个区块,并用功能相同的密码子逐一替换冗余序列,累计完成10.1万次改造。每次修改后,都要确认细菌仍能存活才继续下一步。最终,他们成功移除了6个合成密码子和1个终止密码子,打造出“轻量化”的Syn57。
虽然Syn57的生长速度仅为原始菌株的1/4左右,但它展现出独特的基因表达特征,显示出强大的适应潜力。而且,经过进一步优化,这种合成菌株有望生产含有27种氨基酸的蛋白质,为创造具有特殊功能的蛋白质提供了无限可能。
目前,团队计划专注于探索Syn57的潜在应用,而非试图释放更多密码子。(刘霞)
原标题:大肠杆菌密码子数从64减至57为新药和新材料研发开辟新途径 来源:科技日报
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