合成生物學(xué)家試圖創(chuàng)造具有自然界中所沒有的形式和功能的新生命。盡管科學(xué)家們離制造出完全人工的生命形式還有很長的路要走，但他們已經(jīng)制造出了半合成的生物體，它們擁有擴(kuò)展的遺傳密碼，使它們能夠制造出以前從未見過的蛋白質(zhì)。在一項近日發(fā)表在《JACS》上的研究中，研究人員已經(jīng)優(yōu)化了一種半合成細(xì)菌，可以有效地生產(chǎn)含有非天然氨基酸的蛋白質(zhì)。

圖片來源：JACS

地球上所有的自然生命形式都使用一個由核苷酸脫氧腺苷(dA)、脫氧鳥苷(dG)、脫氧胞苷(dC)和脫氧胸腺嘧啶(dT)組成的四個字母的遺傳密碼來存儲信息。在DNA雙螺旋中，dA與dT成對，dG與dC形成DNA階梯的"梯級"。最近，研究人員制造出了可以相互結(jié)合的合成核苷酸。當(dāng)他們把這些非天然的核苷酸放入基因中，細(xì)菌就可以復(fù)制DNA，將序列轉(zhuǎn)化為RNA，然后再轉(zhuǎn)化為含有非常規(guī)氨基酸的蛋白質(zhì)。然而，細(xì)菌往往不能像自然序列那樣有效地利用這些合成序列。因此，Lingjun Li、Floyd Romesberg等人希望通過優(yōu)化非天然堿基對來提高蛋白質(zhì)產(chǎn)量。

研究人員在大腸桿菌中測試了不同的非天然堿基對組合，觀察了哪些組合復(fù)制效率最高，產(chǎn)生的蛋白質(zhì)含量最高。一些合成堿基對已經(jīng)被測試過，而另一些則是新的變異。然后，研究小組利用這些優(yōu)化的堿基對，首次證明了一種半合成的生物可以制造出含有多種非天然氨基酸的蛋白質(zhì)。

原始出處：

Aaron W. Feldman et al， Optimization of Replication， Transcription， and Translation in a Semi-Synthetic Organism， Journal of the American Chemical Society (2019). DOI：10.1021/jacs.9b02075

原標(biāo)題：JACS：人工生命取得突破！科學(xué)家用人工細(xì)菌合成非天然蛋白質(zhì)！