科學家們剛剛創(chuàng)造了有史以來合成最多的生命形式

科學家們創(chuàng)造了一種細菌，其遺傳密碼比地球上任何其他生命都更精簡，也更容易干預(yù)。

這種細菌，一種合成的大腸桿菌稱為 Syn57，經(jīng)過精心設(shè)計，僅使用 57 英尺中的 64 英寸來構(gòu)建其車身密碼子'已經(jīng)為所有已知生物體服務(wù)了數(shù)十億年。

生命的配方是用一種使用 64 個不同密碼子的語言編寫的，每個密碼子由三聯(lián)體核苷酸組成?！叭齻€字母”密碼子的長句構(gòu)成了我們的 DNA 和 RNA。

相關(guān)：科學家們剛剛在創(chuàng)造合成生命方面取得了一個重要的里程碑

它們?yōu)槲覀兊募毎峁┝藢⑵胀ㄎ镔|(zhì)轉(zhuǎn)化為生命組成部分氨基酸的基本指令，這些物質(zhì)按順序穿線形成蛋白質(zhì)。

當細胞構(gòu)建蛋白質(zhì)時，它會“讀取”使用這 64 個核苷酸三聯(lián)體寫入的密碼子序列，以知道接下來要添加哪些氨基酸，以及何時停止。

但這個系統(tǒng)有一些莫名其妙的重復(fù)。所有自然生物只需 20 個氨基酸就可以構(gòu)建它們所需的蛋白質(zhì)，這意味著許多密碼子是雙胞胎的同義詞。

Syn57 消除了一些看似多余的密碼子。其他團隊一直在為這個目標而努力，但來自英國醫(yī)學研究委員會分子生物學實驗室是第一個將生命形式降至 57 個密碼子標記的人，這一記錄取代了之前取得的 61 密碼子基因組成就.

通過從頭開始改造整個基因組，研究人員著手消除與氨基酸絲氨酸相關(guān)的六個密碼子中的四個、四個丙氨酸密碼子中的兩個和一個“終止”密碼子。當這些冗余密碼子出現(xiàn)在細菌的基因組中時，研究人員用給出相同指令的同義密碼子代替它們。

這需要對遺傳密碼進行超過 101,000 次更改。這些首先在計算機上以 100 KB 的片段進行計劃，然后是組裝基因的艱巨工作。

為了確保他們不會在微生物中插入根本有害的變化，該團隊一點一點地測試了活細菌中合成基因組的小片段，最終將它們拼接在一起，形成最終的、完全合成的菌株。

“我們確實經(jīng)歷過這些時期，我們想，'好吧，這會是一條死胡同，還是我們能堅持下去？'”該研究的主要作者之一、合成生物學家韋斯利·羅伯遜 （Wesley Robertson） 告訴他。紐約時報記者卡爾·齊默。

這是一項艱巨的任務(wù)，表明生命可以在顯著壓縮的基因藍圖下生存。它還有可能釋放剩余的密碼子以分配不同的角色。

"Syn57 有更多的空間來引入更多的非經(jīng)典氨基酸，為進一步擴展遺傳密碼提供了更大的機會，“該團隊在新聞稿中說.“這將使研究人員能夠開發(fā)創(chuàng)新的合成聚合物和大環(huán)?！?/p>

而且因為 Syn57 的“非規(guī)范”遺傳密碼應(yīng)該對“天然”微生物來說是難以辨認的，比如病毒，通過接管細胞蛋白質(zhì)的產(chǎn)生來運作，這種細菌應(yīng)該能夠抵抗它們的感染。這可能有助于降低與細菌蛋白質(zhì)的工業(yè)化“農(nóng)業(yè)”相關(guān)的成本，而病毒爆發(fā)是一個重大挫折。

這種難以辨認的基因組還可以有效地對轉(zhuǎn)基因細菌進行消毒，這對于解決對修飾基因溢出到自然環(huán)境中的擔憂來說是一個有吸引力的前景。

“然后，我們可以防止信息從我們的合成有機體中逸出，”羅伯遜告訴齊默.

“這項工作舉例說明了基因組合成如何將生物體的基因組序列轉(zhuǎn)移到自然生命可能無法進入的序列空間的新區(qū)域，”該團隊總結(jié).

這項研究發(fā)表在科學.

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