科学家创造了一种带有21个氨基酸遗传密码的新酵母

2020-11-12 223酵母菌

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科学家创造了一种带有21个氨基酸遗传密码的新酵母

现在,斯克里普斯研究所(TSRI)及其位于加州拉霍亚的斯卡格斯化学生物学研究所的一个研究小组正在将革命性的变化引入酵母等生物体的遗传密码中,使这些细胞工厂能够大规模生产含有非天然氨基酸的蛋白质。

在TSRI化学研究所担任斯克里普斯家族讲座的Peter G. Schultz教授的带领下,该团队在最新一期的《科学》杂志上报告了一种将非天然氨基酸添加到一种名为Saccharomyces cerevisiae的酵母的遗传密码中的通用方法。

研究内容

科学家创造了一种带有21个氨基酸遗传密码的新酵母。在论文中,TSRI团队描述了他们如何将5种非自然氨基酸加入到酵母中,酵母是一种 "真核 "生物,其细胞具有膜结合的核。同一个小组的早期研究将非自然氨基酸纳入 "原核生物 "细菌细胞中,这些细胞缺乏膜结合的细胞核。通过证明有可能将非天然氨基酸添加到酵母的遗传密码中,TSRI团队为将同样的技术应用于其他真核细胞,甚至多细胞生物的全新方法奠定了基础。

"酵母是通往哺乳动物细胞的门户,"Schultz说。"我们已经打开了通往更高级生物体的整个途径。"

将这些非自然氨基酸引入真核细胞的能力提供了一种研究和控制生物过程的方法,这些生物过程构成了现代生物物理学和细胞生物学中一些最有趣的问题的基础,如信号转导,细胞中的蛋白质运输,蛋白质折叠和蛋白质-蛋白质相互作用。

"将非自然氨基酸放入蛋白质中的能力是一个非常强大的工具,"Schultz说。"我们已经能够插入大量的氨基酸,这些氨基酸在化学和生物学中具有各种实用性。"

研究意义

多年来,科学家们已经在实验室中创造出了含有这种非自然氨基酸的蛋白质,但在Schultz和他的同事们开始这一领域的工作之前,从来没有人找到过让生物体在其遗传密码中添加非自然氨基酸的方法。

科学家创造了一种带有21个氨基酸遗传密码的新酵母。舒尔茨和他的同事在酵母的遗传密码中插入的五种氨基酸包括一种 "二苯甲酮 "氨基酸,可以用作光交联剂;一种被称为叠氮的光交联剂;一种 "酮 "氨基酸,它就像一个钩子,其他分子,如染料,可以连接到它上面;一种含有重金属原子的 "碘 "化合物,对X射线晶体学很有用,还有一种氨基酸,O-甲基-酪氨酸,其衍生物可以用于核磁共振研究。

"这些工具将允许在真核细胞的背景下对蛋白质结构和功能进行前所未有的控制,"该研究的主要作者Jason Chin博士说。"你越能控制细胞中的蛋白质,你就能获得更多关于它们在自然环境中真正做什么的信息。"

这篇题为 "一个扩展的真核生物遗传密码 "的文章由Jason W. Chin、T. Ashton Cropp、J. Christopher Anderson、Mridul Mukherji、Zhiwen Zhang和Peter G. Schultz撰写,将发表在2003年8月15日的《科学》杂志上。见:http://www.sciencemag.org

引用

Scripps Research Institute. "Scientists At TSRI Create New Strain Of Yeast With 21-Amino Acid Genetic Code." ScienceDaily. ScienceDaily, 18 August 2003. www.sciencedaily.com/releases/2003/08/030818070952.htm.

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