科学家人工"升级"果蝇遗传密码制造新蛋白质

2012-08-16

科学家对果蝇的遗传密码进行了改造"升级",允许它制造自然界中不存在的蛋白质.这一研究成果可能导致新兴的合成生物学领域出现新的或者"增强型的"生命形式.

科学家对果蝇的遗传密码进行了改造“升级”，允许它制造自然界中不存在的蛋白质。这一研究成果可能导致新兴的合成生物学领域出现新的或者“增强型的”生命形式。

遗传密码的4个碱基字母A、C、T和G中，相邻的3个编成一组，被称为密码子，由细胞的蛋白质制造机器读取。每个密码子发出指令，告诉机器要么将其所代表的氨基酸添加进蛋白质链中，要么停下来。

英国剑桥医学研究委员会分子生物学实验室的杰森·金和同事此前曾通过实验证明，可以重新编排其中某个密码子，将一个“非天然的”氨基酸纳入到蛋白质中，去年，他们利用基因工程技术，让线虫制造出了这样的蛋白质。

然而，果蝇的实验复杂得多。“它们含有更多的神经元，它们可以学习，它们有各种复杂的行为。”金说，“我们在生物学中的许多发现实际上都已经在果蝇身上得到了证实。”

现在，果蝇再一次成为了“试金石”。金带领的团队培育出了一种转基因果蝇，其卵巢细胞中的蛋白质“接纳”了3个新的氨基酸。研究人员用修饰过的细菌将这些非天然氨基酸的遗传密码插入了果蝇的DNA(脱氧核糖核酸)中。果蝇的健康没有受到明显的影响，它们甚至产生了健康的后代，并且这些后代同样也能制造这种新的蛋白质链。

“这项工作显著扩大了我们操纵和改变与特定细胞和发育过程有关的蛋白质的能力。它将为解读人类疾病机制、记忆和老化提供新的见解。”伦敦帝国学院合成生物学与创新中心的保罗·弗里蒙特说。

这3种非天然的氨基酸都没有什么特别的异常之处，但转基因果蝇的健康没有受到明显影响这一事实表明，更多有用的氨基酸可以通过同样的方式合成到蛋白质中。例如，利用细菌细胞开展的研究已经表明，非天然的氨基酸有可能被并入其中，当接受光照时，可以开启或者关闭一种酶的活性。在类似于果蝇这样的复杂有机体身上开展这种实验，有助于了解蛋白质在细胞内如何相互作用，以及迅速打开或关闭酶活性会对细胞功能产生何种影响。

该技术甚至可以被用来“制造”一些动物，使其带有新的或者改进过的功能，当然这可能是几年以后的事情了。“短期内我们不打算制造防弹苍蝇或别的什么。”金说。

科学家人工"升级"果蝇遗传密码制造新蛋白质

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