"Szintetikus élet" -- A Scripps Kutatóintézet tudósai arra késztetik a baktériumokat, amit a természet nem

"Szintetikus élet" -- A Scripps Kutatóintézet tudósai arra késztetik a baktériumokat, amit a természet nem
"Szintetikus élet" -- A Scripps Kutatóintézet tudósai arra késztetik a baktériumokat, amit a természet nem
Anonim

La Jolla, Kalifornia, 2001. április 20. – A Scripps Kutatóintézet (TSRI) Skaggs Kémiai Biológiai Intézetének tudósai a Science folyóirat aktuális számában két külön közleményt tettek közzé, amelyekben kettőt ismertetnek. különböző módszerek a baktériumsejtek "természetellenes" fehérjék kódolására.

Ezek a fehérjék különböznek más élő szervezetek által termelt fehérjéktől, mivel új aminosavakat tartalmaznak, amelyek alegységmolekuláit a fehérjék alkotják.

Mindkét módszer hatékony új mechanizmusokat biztosíthat a fehérje- és sejtfunkciók tanulmányozásához, mert bizonyítja, hogy a baktériumtörzsek képesek új aminosavakat beépíteni a fehérjékbe. Ezenkívül lehetővé tehetik a tudósok számára, hogy elképzeljék teljesen új fehérjék tervezésének lehetőségét.

A TSRI elnöke, Richard A. Lerner, M.D. szerint "A modern genetika egyik szent grálja a genetikai kód kiterjesztése, hogy növeljék a fehérjék képességét új kémiai feladatok elvégzésére. Mi, a The Skaggs Institute of A TSRI rendkívül büszkék arra, hogy ezt két külön útvonalon tudták megvalósítani."

Vezető kutatók Peter Schultz, Ph.D., Scripps Family Chair, The Skaggs Institute and Department of Chemistry; és Paul Schimmel, Ph.D., Ernest és Jean Hahn professzor és a Skaggs Institute, valamint a Molekuláris Biológiai és Kémiai Tanszék elnöke vezeti a két külön erőfeszítést.

Vezető kutatók Peter Schultz, Ph.D., Scripps Family Chair, The Skaggs Institute and Department of Chemistry; és Paul Schimmel Ph.D., Ernest és Jean Hahn professzor és a Skaggs Institute, valamint a Molekuláris Biológiai és Kémiai Tanszék elnöke vezette a két külön erőfeszítést.

A kutatási cikk "Az Escherichia coli aminosavkészletének bővítése a valin kódolási útvonalba való beszivárgás útján" című cikk szerzői Volker Döring, Henning D. Mootz, Leslie A. Nangle, Tamara L. Hendrickson, Valérie de Crécy -Lagard, Paul Schimmel és Philippe Marlière.

Az "Escherichia coli genetikai kódjának kiterjesztése" című kutatási cikk szerzői Lei Wang, Ansgar Brock, Brad Herberich és Peter G. Schultz.

A fehérjék kódolása a DNS-ből az élet egyik legalapvetőbb követelménye, mivel a fehérjék végzik a sejt mikroszkopikus munkájának nagy részét, és a sejtek és szövetek fizikai szerkezetének nagy részét alkotják.

Amikor egy fehérje expresszálódik, egy enzim beolvassa a gén DNS-bázisait (A, G, C és T), és átírja azokat RNS-vé (A, G, C és U). Ezt az úgynevezett "üzenet-RNS-t" egy másik enzim, az úgynevezett riboszóma fordítja le fehérjévé, amely aminosavak lánca. Az mRNS minden kodonjához – minden három bázishoz – a riboszóma egy másik aminosavat kapcsol a lánchoz.

De annak ellenére, hogy 4x4x4=64 különböző kodon van (UAG, ACG, UTC stb.), csak 20 aminosav van, amelyet minden szervezet használ fehérjék előállításához. Az evolúcióbiológia egyik nagy megválaszolatlan kérdése, hogy miért csak 20.

A 64 kodon közül néhány redundáns, több ugyanazt az aminosavat kódolja, és ezek közül néhány nonszensz kodon – egyáltalán nem kódolnak semmit.

Schultz és munkatársai kifejlesztettek egy általános módszert arra, hogy az Escherichia coli baktériumot helyspecifikusan építsék be új aminosavakba. Megközelítésük egy ortogonális transzfer RNS/szintetáz pár létrehozásával kezdődik, amely nem lép kölcsönhatásba az E-ben létező többi párral.coli. Ezután az ortogonális szintetázt úgy alakították ki, hogy az ortogonális tRNS-t egy nem természetes aminosavval töltse fel, de semmilyen természetes aminosavval nem.

Az ortogonális tRNS a csatolt új aminosavat a fehérjékbe juttatja, válaszul egy tetszőleges pozícióba inszertált UAG kodonra.

Ezzel a módszerrel O-metil-L-tirozint építettek be 99 százaléknál nagyobb tisztaságú fehérjékbe, ami közel áll a természetes aminosavak transzlációs hűségéhez.

Schimmel és munkatársai egy általánosabb megközelítést alkalmaztak, amely nagyjából beépíti az új aminosav-aminobutirátot a fehérjékbe, ahol a valin aminosavnak el kell jutnia. Ennek érdekében módosították a valin tRNS szintetáz enzimet.

Mutagenezis és szűrés segítségével sikerült egy valin tRNS szintetázt találniuk, amely nem tartalmaz korrektúra mechanizmust. Ebben a mechanizmusban az enzim egy másik része ellenőrzi, hogy nem kapcsolt-e véletlenül aminobutirátot egy tRNS-hez, ahol egy valint kellett volna csatolnia.

Bár az aminobutirát és a valin majdnem azonos, a lektorálási mechanizmus nagyon specifikus, így 100 000 próbálkozásból egynél kevesebb hibát tesz lehetővé.

A lektori mutánsok azonban olyan jók a hibák elkövetésében, hogy Schimmel és munkatársai cikkükben arról számolnak be, hogy az összes valin 24 százalékát véletlenszerűen aminobutirátokkal helyettesítik.

Ezek a furcsa új fehérjék ezután megtisztíthatók és izoláltan tanulmányozhatók, vagy in vivo hagyhatók, és szondaként használhatók a sejtfunkciók tanulmányozására.

Továbbá az új aminosavakat tartalmazó fehérjék fokozott vagy új tulajdonságokkal rendelkeznek. Ha bakteriális expressziós rendszerük van, akkor a tömeges termelés triviális lesz.

A kutatást a The Skaggs Institute for Research, a National Institutes of He alth, a National Foundation for Cancer Research és a Office of Navy Research finanszírozta.

Népszerű téma

Érdekes cikkek
Rólunk
Olvass tovább

Rólunk

A fishcustomaquariums.com webhelyről

Kapcsolatok
Olvass tovább

Kapcsolatok

A fishcustomaquariums.com oldal elérhetőségei

A fishcustomaquariums.com adatvédelmi irányelvei
Olvass tovább

A fishcustomaquariums.com adatvédelmi irányelvei

A fishcustomaquariums.com adatvédelmi irányelvei