科學家將第21種胺基酸引入線蟲細胞

2020-12-03 科學網

 

據英國廣播公司(BBC)近日報導,英國科學家修改了線蟲的遺傳代碼,首次將一種自然界中並不存在的胺基酸加入其體內。科學家們表示,最新技術讓生物學家能在原子層面操控生命有機體的分子,製造出自然界中並不存在的蛋白質。相關研究發表在《美國化學會志》(Journal of the American Chemical Society, JACS)上。

 

帶有遺傳信息的DNA(脫氧核糖核酸)片段被稱為基因,基因使生物有機體能用胺基酸構建出蛋白質分子。DNA中有4個鹼基:A(腺嘌呤)、T(胸腺嘧啶)、C(胞嘧啶)、G(鳥嘌呤),每三個鹼基組合成一個密碼子,密碼子決定胺基酸的屬性。生命有機體使用20種胺基酸的不同組合構建出了維持生命所需的上萬種蛋白質。

 

然而,在最新研究中,劍橋大學分子生物實驗室的塞巴斯蒂安·格雷斯和詹森·陳改變了一種秀麗隱杆線蟲(體長約1毫米,透明的身體內只包含1000個細胞)的基因機制,並朝其細胞中加入了自然界中並不存在的第21種胺基酸。

 

此前,斯克利普斯研究所的科學家曾在美國《國家科學院院刊》上撰文,描述了他們如何重新安排一個密碼子的三個鹼基,使細胞用密碼子作為指令,將一種自然界中並不存在的胺基酸加進去,但他們只使用大腸桿菌進行了實驗。

 

最新研究則是科學家成功地在動物身上進行的這項實驗。結果表明,在線蟲細小身體的每個細胞內產生的人造蛋白包含有一個螢光染料,這種染料在紫外線的照射下會發出桃紅色的光。如果失敗,不會有這種發光現象。

 

儘管科學家們也表示,這還只是一個「原則證明性」研究。不過,詹森·陳認為,這項技術「有望改變生物學的面貌」,此後,科學家可對蛋白質的設計製造過程進行全程監控,讓人造胺基酸擁有特定的新屬性。該實驗室從事線蟲研究的馬裡奧·迪波諾則稱:「這種方法或能應用於很多動物身上,生物學家們能使用新方法為有機體引入能被光控制的蛋白。」

 

詹森·陳謹慎地承認,他對最新研究「深感興奮」。而迪波諾則將其與科學家們對綠色螢光蛋白的研究相提並論。2008年,美國科學家下村修、馬丁·查爾菲、華裔化學家錢永健因為發現和研究綠色螢光蛋白(GFP)的貢獻而獲得諾貝爾化學獎,該蛋白現已成為當代生物科學最重要的工具。(來源:科技日報 劉霞)

 

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