科学家为细菌重编基因组密码 提高抗病毒能力
据物理学家组织网10月18日(北京时间)报道，最近，美国耶鲁大学和哈佛大学的科学家合作，为一种细菌重新编写了完整的基因组编码，并提高了其抗病毒能力。相关论文发表在10月18日的《科学》杂志上。
“这是第一次从根本上改变了遗传密码。”论文共同高级作者、耶鲁大学分子、细胞与发育生物学副教授法伦·艾萨克斯说，“创造一个有着新基因编码的生物，这让我们能利用许多强有力的方法来扩展生物功能的范围。”
蛋白质是由DNA指令所编码，并由20种氨基酸所构成，在细胞中执行多种重要的功能作用。氨基酸由4个核苷酸组合成的整套64个三联体编码，这4个核苷酸包含了DNA的主体部分。这些三联体(包含3个核苷酸的单元)叫做密码子，就是生命的基因字母表。
本研究由艾萨克斯和论文合着者、哈佛医学院的乔治·切尔奇共同负责。研究中，他们改变了生物学的基本规则，探索能否替换自然生物的某些密码子或整个基因组字母，然后再引入全新字母创造出自然界没有的氨基酸。
实验中，研究人员替换了大肠杆菌的一个密码子，删除了其本身固有的停止标记，该停止标记可终止蛋白质合成。他们将“停止”密码子进行了修改，使之编码了一种新型氨基酸，并以“即插”方式插入到基因组中。新基因组能限制病毒用来感染细胞的一种天然蛋白质的生产，从而让细菌拥有了抵抗病毒感染的能力。
创造一种基因组重编码的生物，使其造出强大的新型蛋白质用于各种目的：从对抗疾病到制造新材料，提高了研究人员改造自然的能力。本研究标志着人们首次能改变一个生物整个基因组的全部基因编码。
艾萨克斯说，本研究为把重编码细菌变成“活制造厂”搭建了广阔舞台，以生物制造方式创造出新型“特异”蛋白质和高分子聚合物，而这些新型分子为新一代材料设计、纳米结构、治疗方法及药物递送工具奠定了基础。“由于基因编码是通用，本研究也为重新编程其他生物的基因组带来了光明前景，并对生物技术行业带来巨大的影响，有可能开辟出全新的研究与应用之路。”
