JACS：人工生命取得突破！科學家用人工細菌合成非天然蛋白質！

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合成生物學家試圖創造具有自然界中所沒有的形式和功能的新生命。儘管科學家們離製造出完全人工的生命形式還有很長的路要走，但他們已經製造出了半合成的生物體，它們擁有擴展的遺傳密碼，使它們能夠製造出以前從未見過的蛋白質。在一項近日發表在《JACS》上的研究中，研究人員已經優化了一種半合成細菌，可以有效地生產含有非天然氨基酸的蛋白質。

圖片來源：JACS

地球上所有的自然生命形式都使用一個由核苷酸脫氧腺苷(dA)、脫氧鳥苷(dG)、脫氧胞苷(dC)和脫氧胸腺嘧啶(dT)組成的四個字母的遺傳密碼來存儲信息。在DNA雙螺旋中，dA與dT成對，dG與dC形成DNA階梯的"梯級"。最近，研究人員製造出了可以相互結合的合成核苷酸。當他們把這些非天然的核苷酸放入基因中，細菌就可以複製DNA，將序列轉化為RNA，然後再轉化為含有非常規氨基酸的蛋白質。然而，細菌往往不能像自然序列那樣有效地利用這些合成序列。因此，Lingjun Li、Floyd Romesberg等人希望通過優化非天然鹼基對來提高蛋白質產量。

研究人員在大腸桿菌中測試了不同的非天然鹼基對組合，觀察了哪些組合複製效率最高，產生的蛋白質含量最高。一些合成鹼基對已經被測試過，而另一些則是新的變異。然後，研究小組利用這些優化的鹼基對，首次證明了一種半合成的生物可以製造出含有多種非天然氨基酸的蛋白質。

原始出處：

Aaron W. Feldman et al， Optimization of Replication， Transcription， and Translation in a Semi-Synthetic Organism， Journal of the American Chemical Society (2019). DOI：10.1021/jacs.9b02075

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