Detta odaterade foto från The Scripps Research Institute visar en semisyntetisk stam av E. coli-bakterier som kan bryta ut nya proteiner. Forskare rapporterade på onsdagen, 29 november, 2017, att de har utökat livets genetiska kod och använt konstgjort DNA för att skapa denna bakteriestam. (Bill Kiosses/The Scripps Research Institute via AP)
Forskare utökar livets genetiska kod, genom att använda konstgjort DNA för att skapa en semisyntetisk bakteriestam – och ny forskning visar att de förändrade mikroberna faktiskt arbetade för att producera proteiner till skillnad från de som finns i naturen.
Det är ett steg mot utveckling av designade läkemedel.
En av de första lektionerna i gymnasiebiologi:Allt liv består av fyra DNA-byggstenar kända av bokstäverna A, T, C och G. Parade ihop, de bildar DNA:s stegliknande stegpinnar. Nu finns det ett nytt steg på den stegen.
Ett team på The Scripps Research Institute i La Jolla, Kalifornien, utökade det genetiska alfabetet, skapa två konstgjorda DNA-"bokstäver" som heter X och Y. För några år sedan, forskarna bryggde upp en typ av E. coli-bakterier som vanligtvis används för laboratorieforskning som innehöll både naturligt DNA och detta nya konstgjorda baspar – som lagrar extra genetisk information inuti cellerna.
Nästa utmaning:Normalt DNA innehåller kodningen för celler att bilda proteiner som gör livets arbete. Kan celler som bär denna konstiga genomiska hybrid fungera på samma sätt?
Säker nog, de förändrade cellerna lyste grönt när de producerade ett fluorescerande protein som innehåller onaturliga aminosyror, forskare rapporterade onsdagen i tidskriften Natur .
"Vi kan göra proteiner som är byggda av fler saker än vad de normalt är, " förklarade Scripps kemist Floyd Romesberg, som leder projektet.
Schematisk bild som visar inkorporeringen av en icke-kanonisk aminosyra (ncAA) i ett protein via ribosomal avkodning av ett onaturligt kodon i en semisyntetisk organism Kredit:Anpassad från en bild skapad av Dennis Sun, Mezarque design
Medan programmeringen av de gröna bakterierna gav bevis på att tillvägagångssättet kan fungera, så småningom skulle vi vilja få proteiner som gör nya saker, " han sa.
Det är ett yttersta mål inom området syntetisk biologi – att designa organismer som fungerar annorlunda än naturens avsikt så att forskare kan utnyttja dem för att skapa designerdroger, biobränslen eller en rad andra produkter. Scripps teknologi har licensierats av ett bioteknikföretag som Romesberg var med och grundade, Synthorx Inc., som syftar till att göra nya proteinbaserade läkemedel.
Det nya verket spårade de biologiska stegen när den förändrade E. coli läste den artificiella genetiska koden och satte ihop bitarna för ett nytt protein, med samma effektivitet som om man använder normalt DNA.
Resultatet är en plattform som erbjuder ett sätt att öka mångfalden av proteiner som görs inuti levande celler, sa Jeff Boeke, en syntetisk biologiforskare vid New York University som inte var involverad i Scripps arbete.
Halvsyntetisk organism (E. coli) som producerar grönt fluorescerande protein via avkodning av ett onaturligt kodon Kredit:William B. Kiosses
Denna bakteriestam modifierades på ett riktigt dramatiskt och ovanligt sätt vid dessa positioner i dess genom, " sa Boeke. "Och det är det som skiljer den från alla andra organismer på planeten idag."
© 2017 The Associated Press. Alla rättigheter förbehållna.
