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Au cours des dernières milliards d'années, la nature n'a que quatre bases - adénine (A), la thymine (T), cytosine (C) et guanine. Maintenant, les chercheurs ont enfreint les règles, dans Floyd laboratoire Romesberg à San Diego, Les scientifiques gène codant pour l'extension, une paire de bases a augmenté « surnaturels » de la culture bactérienne: X et Y. Encore plus surprenant, il est que les bactéries peuvent tirer profit de ce pb surnaturel codant pour une nouvelle protéine! Cette percée d'un seul coup changé la perception du public de l'information génétique pour la vie, a qualifié les résultats de « subversion du code génétique ».
Figure Shu Floyd Romesberg
Floyd Romesberg directeur des meilleures institutions de recherche biomédicale Scripps Research Institute du monde (Scripps Research Institute) où un laboratoire, a dirigé la première génétiquement modifiée E. coli en 2014. À l'heure actuelle, ces bactéries ont des protéines peuvent être synthétisés par un nouveau codage de celui-ci l'extension gène.
Figure Shu Scripps Research Institute
A l'origine, les quatre bases A, T, C et G peuvent information génétique codée naturellement. Ils sont couplés pour former une structure en double hélice de l'ADN, différentes combinaisons de codons de bases constituant des protéines dans les cellules vivantes constituant 20 acides aminés. Le nouveau travail est la première fois que la base non naturelle qui peut être utilisé pour fabriquer des protéines dans les cellules vivantes.
« Nous voulons prouver la faisabilité de cette approche, à savoir paires de bases synthétiques peuvent être complétées pour stocker et récupérer des informations. » représentation Romesberg. « Il semble maintenant que ce ne soit plus un fantasme. »
Romesberg dit que cette réalisation montre que la biologie synthétique - l'accent mis sur le terrain afin d'inculquer de nouvelles caractéristiques des organismes - peuvent recréer la vie dans les éléments les plus fondamentaux pour atteindre ses objectifs. Il a dit: « Il est le stockage et la récupération plus basique de l'information génétique que d'autres systèmes biologiques plus près de la nature de la vie, et nous avons fait est géré un design avec des composants existants, et peut réaliser toutes les fonctions de la nouvelle partie. »
Figure Shu MIT Lincoln Laboratory ingénieur biologique Peter Carr
MIT Lincoln ingénieur biologique de laboratoire Peter Carr a également déclaré que les scientifiques comprennent la ré-écriture de la vie vient de commencer, « Nous ne sommes pas certains du système de transformation de la vie où le plafond, mais le montre l'étude actuelle certainement plus que les quatre bases actuellement connues, il a été très excitant, » et Peter Carr a exprimé.
L'humanité dans la tentative de trouver la vie sur Mars et Jupiter se sont soldées par la déception. Cependant, dans le laboratoire de San Diego « formes de vie non-Terre », il nous a dit que la vie est de ne pas compter sur la nature à produire. « Si la vie peut émerger et évoluer dans des endroits autres que la Terre, ce processus peut avoir déjà commencé, et par le biais d'une molécule totalement différente et portant, » dit Romesberg. « La vie comme nous le savons processus de production ne sont pas la seule voie possible, mais il est sans doute pas la meilleure façon. »
Figure génétique Shu doyen George Church
Nous comprenons qu'il ya quelques morceaux des équipes de recherche en même temps essayer d'augmenter le code génétique. Les chercheurs, y compris la Harvard Medical School généticien George Church, y compris le travail sur la réutilisation des codons redondants pour spécifier un nouvel acide aminé. L'équipe Romesberg explore une autre stratégie: Une nouvelle augmentation de paires de bases d'ADN, ce qui augmentera considérablement le nombre de codons possibles, en théorie, peut donner la possibilité d'utiliser plus de 100 acides aminés de cellules supplémentaires.
Figure Shu ETH Zurich chimiste Steven Benner
En fait, les chercheurs au début des années 1960 avaient envisagé d'augmenter le code génétique. Le premier grand succès en 1989, l'Institut fédéral de technologie de Zurich chimiste Steven Benner a dirigé une équipe forgée la molécule d'ADN contenant la cytosine (C) et forme modifiée de guanine (G). Comme mentionné Benner, Ces lettres « intéressantes » peuvent être copiés et fabriqués ADN et les protéines in vitro ARN réaction.
Le Romesberg a également commencé des travaux de recherche sur la transformation de l'ADN bactérien il y a 15 ans. Avec la nouvelle paires de bases X et Y, la première étape à faire est d'ajouter des gènes dans les bactéries, les bactéries peuvent regarder avec une nouvelle paire de base pour stocker l'information génétique. Autrement dit, il est de savoir si les bactéries accepteront ces ADN « surnaturel », et aussi ceux réplication de l'ADN lorsque leur propre division?
La réponse est oui, étude Romesberg 2014 pour prouver ce point. Mais une bactérie génétiquement modifiée au début n'est pas très sain. Elles ne comprennent pas non plus nouvellement ajoutés bases dans l'ADN, soit meurent directement. Romesberg même demi-dit en plaisantant, ces bactéries « manque de courage pour survivre. »
Figure Shu protéine fluorescente verte
Professeur Romesberg derniers résultats de recherche publiés dans « Nature » le 29 Novembre, il a utilisé avec succès les cellules saines d'un nucléotide non naturel. Dans plusieurs expériences, l'absorption cellulaire de deux acides aminés non naturels et PrK pAzF, la synthèse des protéines de fluorescence verte. des paires de bases non naturelles et les acides aminés non naturels ont été absorbés avec succès par une cellule particulière, la synthèse organique externe ne peut pas être tout laboratoire. Afin d'utiliser efficacement ces nouveaux composants cellulaires, ils ont mis au point une nouvelle version modifiée de l'ARNt, peut effectivement lire codons et l'acide aminé correspondant dans le ribosome synthétique.
Ces nouveaux acides aminés de synthèse n'a pas changé la forme et la fonction de la protéine fluorescente verte. « Mais maintenant, nous pouvons stocker et lire les informations dans la cellule », a déclaré Romesberg, « Dans l'avenir, cette technologie sera très prometteur. » Dans les résultats non publiés, l'équipe d'insérer la base non naturelle qui peut augmenter les gènes bactériens essentiels pour la résistance aux antibiotiques chez les bactéries contenant les paires de bases non naturelles sont plus sensibles aux drogues de type pénicilline.
Eh bien, nous allons avoir plus de bases organisme ce que cela signifie? Anglais prendre analogie, si vous avez plus de lettres, cela signifie que peuvent être combinés en plus de mots. De même, plusieurs bases, la synthèse organique signifie également que vous pouvez faire plus avant que la protéine ne trouve pas dans la nature. Cela permettra de résoudre de nombreux problèmes difficiles en chimie médicale, la chimie médicale dans l'analyse finale est l'art de la « forme moléculaire » d'un, si l'on peut librement concevoir la transformation de molécules, de nombreux problèmes seront résolus.
page d'accueil du site officiel de la figure Shu Synthorx entreprise
Pour atteindre l'objectif ci-dessus, Romesberg a initié la création d'une entreprise de démarrage appelé Synthorx et a réussi à recueillir 16 millions $, le but est de convertir les résultats de la recherche en médicaments réels. Où une version du projet est de développer de nouvelles interleukine-2 (interleukine-2), qui est un médicament anti-cancer, mais les effets secondaires est grande, le nouveau médicament bactérien semi-synthétique pourrait être en mesure d'exclure certains moment critique en échangeant des composants effets secondaires causés. « Je me sentais comme un enfant dans un magasin de bonbons », a déclaré Romesberg, « Il a fallu deux décennies pour trouver ce que vous voulez dans un magasin de bonbons. À ce moment-là, je trouve tout à coup les bonbons que vous voulez. »
Figure Shu Singapour Institut de technologie de bio-ingénierie et nanotechnologie biochimiste Hirao Ichiro (Ichiro Hirao)
En même temps, une autre équipe de Steven biologie synthétique Benner et Singapour Institut de technologie bio-ingénierie et nanotechnologie biochimiste Hirao le leadership Ichiro (Ichiro Hirao), ils ont conçu et synthétisé une série de paires de bases non naturelles en utilisant la non codante le nouveau système d'acides aminés naturels. Ichiro Hirao a vu l'énorme potentiel de cette technologie appliquée aux cellules vivantes. L'avenir, les scientifiques ont pu produire en masse par un des acides aminés non naturels et la synthèse des protéines et des cellules bactériennes moins chères. Si elle peut appliquer une cellule eucaryote, nous pouvons produire des médicaments d'anticorps plus nouveaux.
Cependant, Benner croit système construit Romesberg, connecté paires de bases non naturelles qui se fondent principalement sur l'interaction hydrophobe relativement faible, donc si vous voulez que ces nouvelles protéines pour la production de masse, sera limitée. Les cellules individuelles peuvent être en mesure de produire la base non naturelle et l'effet, mais pas un ensemble de gène personnalisé est un système cellulaire.
Figure Shu nouvelles bases peuvent être utilisées pour dissimuler ou armes biologiques
Bien sûr, une telle technique de codage de gène d'extension concernent également exprimé. MIT Lincoln ingénieurs biologiques de laboratoire estiment l'impact causé par la technologie beaucoup plus que de fournir un raccourci pour la fabrication de nouvelles fonctions de protéines. Comme une épée à double tranchant, Étant donné que la nouvelle base peut être utilisée pour stocker des informations, ils peuvent également être utilisés pour des informations utilisées pour cacher des arrière-pensées.
