合成生物學重大進展——英國研究人員成功「壓縮」遺傳密碼

2020-12-05 中華人民共和國科學技術部

　　英國醫學研究理事會分子生物學實驗室的科學家使一種合成大腸桿菌（Escherichia coli）只需有限的蛋白質合成指令，就能編碼所有常見胺基酸。這是合成生物學的又一重大進展，重新設計細菌微生物基因組，對賦予生物全新的功能和屬性具有深遠意義。該成果5月15日在線發表在於《自然》雜誌。

　　生命的奧秘與法則隱匿於一套密碼之中——遺傳密碼，也稱為「密碼子」，由A、C、G、T四個不同的化學鹼基（或核苷酸）組成。這些核苷酸按順序每三個鹼基組成一個密碼，每個三聯體「密碼子」代表了一個特定胺基酸的插入或一個蛋白合成的終止信號。密碼子一共有64種，但胺基酸只有20種，因此，一種胺基酸可以對應多種密碼子。這說明遺傳密碼本身就是有冗餘的。

　　英國研究人員對大腸桿菌的全部基因組進行了重新編碼，由此得到的微生物只需59個密碼子而不是全部61個密碼子，就能編碼所有常見胺基酸。此外，研究團隊還對三個終止密碼子中的一個進行了重新編碼。這一研究表明遺傳密碼是可以壓縮的，即使缺失了特定密碼子仍能維持細菌的生命。

　　這項研究為設計併合成出擁有有益但並非常見功能的細菌鋪平了道路。研究人員表示，將來這些缺失的密碼子或能替換成編碼非天然胺基酸的新序列，有望設計出能產生非天然生物聚合物的合成細菌。

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