生命遗传密码被成功“压缩” 仅有限蛋白质就能编码所有常见氨基酸

2019-05-16 09:29:59 来源: 科技日报 作者: 张梦然

科技日报北京5月15日电 (记者张梦然)生命的遗传密码并非全部必需?根据英国《自然》杂志15日在线发表的一项最新研究,英国团队成功“压缩”遗传密码——使一种合成大肠杆菌(Escherichia coli)只需有限的蛋白质合成指令,就能编码所有常见氨基酸。这是合成生物学的又一重大进展,重新设计细菌微生物基因组,对赋予生物全新的功能和属性具有深远意义。

生命的奥秘与法则隐匿于一套密码之中——遗传密码,也称为“密码子”,由A、C、G、T四个不同的化学碱基(或核苷酸)组成。这些核苷酸按顺序每三个碱基组成一个密码,每个三联体“密码子”代表了一个特定氨基酸的插入或一个蛋白合成的终止信号。密码子一共有64种,但氨基酸只有20种,因此,一种氨基酸可以对应多种密码子。这说明遗传密码本身就是有冗余的。

此次,英国医学研究理事会分子生物学实验室科学家杰森·秦(音译)及其同事,对大肠杆菌的全部基因组进行了重新编码,由此得到的微生物只需59个密码子而不是全部61个密码子,就能编码所有常见氨基酸。

除此之外,研究团队还对三个终止密码子中的一个进行了重新编码。这一研究表明遗传密码是可以压缩的,即使缺失了特定密码子仍能维持细菌的生命。

这项研究为设计并合成出拥有有益但并非常见功能的细菌铺平了道路。研究人员也表示,将来,这些缺失的密码子或能替换成编码非天然氨基酸的新序列,有望设计出能产生非天然生物聚合物的合成细菌。

总编辑圈点

合成生物学家其实更像是生命设计师。从重新编码细菌基因组,到压缩遗传密码,现在他们手中的大肠杆菌,已经与自然界的大肠杆菌大为不同。而科学家们目的,其实是为了对细菌进行功能上的改变,并设计新的生物属性。鉴于寄生在我们体内的细菌就数以万亿计,这项技术最终也与人类健康息息相关。

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责任编辑: 夏青
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