具有人工DNA字母的细菌

2019年1月9日10:14:50具有人工DNA字母的细菌已关闭评论
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生命的字母表由四个字母组成 – 从第一个活细胞开始。但现在研究人员创造了一种细菌,其遗传密码包含六个字母。他还有两个人工DNA碱基。与…

生命的字母表由四个字母组成 - 从第一个活细胞开始。但现在研究人员创造了一种细菌,其遗传密码包含六个字母。他还有两个人工DNA碱基。与之前的实验相反,这种半合成生物在正常条件下是可行的,并将其人工DNA构建块传递给其后代。这是合成生物学的进步,但也引起了人们的恐惧。

无论是单细胞,植物还是动物:地球上的所有生物都使用由四个分子字母组成的代码传递其遗传信息。DNA中碱基鸟嘌呤,胞嘧啶,胸腺嘧啶和腺嘌呤的序列编码蛋白质的蓝图和我们细胞代谢的无数对照分子。但研究人员长期以来一直在努力扩展这种遗传密码。额外的DNA信件,因此他们的动机,将增加可以存储我们的基因分子的信息量,并创造创造全新生物和生物分子的能力。无论如何,几乎听起来像遗传弗兰肯斯坦似乎并不可行。然而,来自加利福尼亚州拉霍亚斯克里普斯研究所的Floyd Romesberg及其团队在2014年取得了成功,第一次将两个合成的DNA字母注入肠道细菌大肠杆菌的代码中。但这些半人工微生物只是部分可行的。“虽然这些半合成生物是基本可行性的重要证据,但微生物生长不良,需要特殊条件,甚至长时间未能保留不自然的信息,”Romesberg及其同事解释道。

此后,研究人员继续致力于半合成生物的生产。现在他们正在报告进一步的进展:他们成功地生产了大肠杆菌,其遗传密码包含六个基本字母 - 并且它们可靠地传递。同时,这种半人工微生物自然地获得了构建和安装两个额外的人工DNA碱基所需的分子构建块。“我们创造了一种半合成的有机体,它比其前身更自主,并且存储的额外信息几乎与天然DNA成分一样永久,”Romesberg和他的同事们说。“然而,与任何天然生物不同,这种有机体携带人造成分:

另外还有两个DNA碱基

为了创造这种半合成生物,研究人员首先改变了他们在前任中使用的两种人造基地中的一种。他们将类似结构的分子dTPT3引入细菌大肠杆菌的质粒中,而不是碱基d5SICS。作为对手服务的前身是人造基地dNaM。质粒的环状DNA现在在代码的几个位置含有第三个人工碱基对。为了使细菌合成这些人工碱基并在细胞分裂过程中将它们掺入后代,它们将另外的基因注入细菌基因组。其中包含转运蛋白分子的组装说明,该分子促进环境中人工碱基构建块的吸收及其与DNA的结合,

他们做了另一个改变:微生物现在产生一种酶,在没有人工碱基对的情况下破坏所有基因拷贝。“因此,DNA中几乎100%的非天然碱基对保留在细菌繁殖中 - 而且几乎无限长,”Romesberg和他的同事说。即使在半合成细菌进行60次细胞分裂后,人工碱基对几乎没有损失,正如他们的实验所示。这些“弗兰肯斯坦”微生物的生长速度也仅比正常大肠杆菌略低,最多下降了17%。