science >> Wetenschap >  >> Biologie

Door het uitbreiden van het DNA-alfabet kunnen cellen nieuwe eiwitten produceren

Deze ongedateerde foto van The Scripps Research Institute toont een semi-synthetische stam van E. coli-bacteriën die nieuwe eiwitten kan produceren. Wetenschappers meldden woensdag 29 november, 2017, dat ze de genetische code van het leven hebben uitgebreid en door de mens gemaakt DNA hebben gebruikt om deze bacteriestam te creëren. (Bill Kiosses/The Scripps Research Institute via AP)

Wetenschappers breiden de genetische code van het leven uit, door door de mens gemaakt DNA te gebruiken om een ​​semi-synthetische bacteriestam te creëren - en nieuw onderzoek toont aan dat die veranderde microben daadwerkelijk werkten om eiwitten te produceren die niet in de natuur voorkomen.

Het is een stap in de richting van de ontwikkeling van designergeneesmiddelen.

Een van de eerste lessen in biologie op de middelbare school:al het leven bestaat uit vier DNA-bouwstenen, bekend onder de letters A, T, C en G. Samen gekoppeld, ze vormen de ladderachtige sporten van DNA. Nu zit er een nieuwe sport op die ladder.

Een team van het Scripps Research Institute in La Jolla, Californië, breidde het genetische alfabet uit, het creëren van twee kunstmatige DNA "letters" genaamd X en Y. Een paar jaar geleden, de onderzoekers brouwden een type E. coli-bacterie die vaak wordt gebruikt voor laboratoriumonderzoek en die zowel natuurlijk DNA als dit nieuwe kunstmatige basenpaar bevatte, waardoor extra genetische informatie in cellen werd opgeslagen.

De volgende uitdaging:Normaal DNA bevat de codering voor cellen om eiwitten te vormen die het werk van het leven doen. Kunnen cellen die deze vreemde genomische hybride dragen op dezelfde manier werken?

Zowaar, de veranderde cellen gloeiden groen toen ze een fluorescerend eiwit produceerden dat onnatuurlijke aminozuren bevat, onderzoekers meldden woensdag in het tijdschrift Natuur .

"We kunnen eiwitten maken die uit meer dingen zijn opgebouwd dan normaal, " verklaarde Scripps-chemicus Floyd Romesberg, wie het project leidt.

Schematische weergave van de opname van een niet-canoniek aminozuur (ncAA) in een eiwit via ribosomale decodering van een onnatuurlijk codon in een semi-synthetisch organisme Credit:aangepast van een afbeelding gemaakt door Dennis Sun, Mezarque-ontwerp

Tijdens het programmeren leverden de groene kiemen het bewijs dat de aanpak kan werken, uiteindelijk "willen we eiwitten krijgen die nieuwe dingen doen, " hij zei.

Dat is een ultiem doel op het gebied van synthetische biologie:organismen ontwerpen die anders werken dan de natuur het bedoeld heeft, zodat wetenschappers ze kunnen gebruiken om designerdrugs te maken. biobrandstoffen of een reeks andere producten. De technologie van Scripps is in licentie gegeven door een biotechbedrijf Romesberg, mede-oprichter, Synthorx Inc., dat tot doel heeft nieuwe op eiwitten gebaseerde medicijnen te maken.

Het nieuwe werk volgde de biologische stappen terwijl de veranderde E. coli de kunstmatige genetische code las en de stukjes assembleerde voor een nieuw eiwit, met dezelfde efficiëntie als bij het gebruik van normaal DNA.

Het resultaat is een platform dat een manier biedt om de diversiteit van eiwitten die in levende cellen worden gemaakt, te vergroten, zei Jef Boeke, een onderzoeker op het gebied van synthetische biologie aan de New York University die niet betrokken was bij het werk van Scripps.

Semi-synthetisch organisme (E. coli) dat groen fluorescerend eiwit produceert via decodering van een onnatuurlijk codon Credit:William B. Kiosses

Deze bacteriestam werd "op een werkelijk dramatische en ongebruikelijke manier gemodificeerd op deze posities in zijn genoom, "Zei Boeke. "En dat is wat het vandaag de dag anders maakt dan elk ander organisme op de planeet."

© 2017 The Associated Press. Alle rechten voorbehouden.