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合成生物學(xué)重大進(jìn)展——英國研究人員成功“壓縮”遺傳密碼

    英國醫(yī)學(xué)研究理事會分子生物學(xué)實驗室的科學(xué)家使一種合成大腸桿菌(Escherichia coli)只需有限的蛋白質(zhì)合成指令,就能編碼所有常見氨基酸。這是合成生物學(xué)的又一重大進(jìn)展,重新設(shè)計細(xì)菌微生物基因組,對賦予生物全新的功能和屬性具有深遠(yuǎn)意義。該成果5月15日在線發(fā)表在于《自然》雜志。

    生命的奧秘與法則隱匿于一套密碼之中——遺傳密碼,也稱為“密碼子”,由A、C、G、T四個不同的化學(xué)堿基(或核苷酸)組成。這些核苷酸按順序每三個堿基組成一個密碼,每個三聯(lián)體“密碼子”代表了一個特定氨基酸的插入或一個蛋白合成的終止信號。密碼子一共有64種,但氨基酸只有20種,因此,一種氨基酸可以對應(yīng)多種密碼子。這說明遺傳密碼本身就是有冗余的。

    英國研究人員對大腸桿菌的全部基因組進(jìn)行了重新編碼,由此得到的微生物只需59個密碼子而不是全部61個密碼子,就能編碼所有常見氨基酸。此外,研究團(tuán)隊還對三個終止密碼子中的一個進(jìn)行了重新編碼。這一研究表明遺傳密碼是可以壓縮的,即使缺失了特定密碼子仍能維持細(xì)菌的生命。

    這項研究為設(shè)計并合成出擁有有益但并非常見功能的細(xì)菌鋪平了道路。研究人員表示,將來這些缺失的密碼子或能替換成編碼非天然氨基酸的新序列,有望設(shè)計出能產(chǎn)生非天然生物聚合物的合成細(xì)菌。

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