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美国耶鲁大学和哈佛大学的科学家合作,为一种细菌重新编写了完整的基因组编码,并提高了其抗病毒能力。“这是第一次从根本上改变了遗传密码。”论文共同高级作者、耶鲁大学分子、细胞与发育生物学副教授法伦·艾萨克斯说,“创造一个有着新基因编码的生物,这让我们能利用许多强有力的方法来扩展生物功能的范围。”
研究人员改变了生物学的基本规则,探索能否替换自然生物的某些密码子或整个基因组字母,然后再引入全新字母创造出自然界没有的氨基酸。实验中,研究人员替换了大肠杆菌的一个密码子,删除了其本身固有的停止标记,该停止标记可终止蛋白质合成。他们将“停止”密码子进行了修改,使之编码了一种新型氨基酸,并以“即插”方式插入到基因组中。新基因组能限制病毒用来感染细胞的一种天然蛋白质的生产,从而让细菌拥有了抵抗病毒感染的能力。这个研究标志着人们首次能改变一个生物整个基因组的全部基因编码。
艾萨克斯说,此项研究为把重编码细菌变成“活制造厂”搭建了广阔舞台,以生物制造方式创造出新型“特异”蛋白质和高分子聚合物,而这些新型分子为新一代材料设计、纳米结构、治疗方法及药物递送工具奠定了基础。“由于基因编码是通用,这项研究也为重新编程其他生物的基因组带来了光明前景,并对生物技术行业带来巨大影响,可能开辟出全新的研究与应用之路。”