ゲノムが人工DNAビルディングブロックを含む細菌の最初の報告は、新薬や他の製品の生産に使用できるテーラー製の生物のドアを開きます。
すべての生き物がありますDNA「アルファベット」わずか4文字のうち、細胞内の主要なジョブのほとんどを実行するタンパク質の命令をエンコードします。しかし、そのアルファベットを人工文字を含めるように拡張すると、生物が自然に見られなかった新しいタンパク質を生成する能力を与える可能性があります。
人工DNAは、新薬やワクチンの製造から法医学まで、あらゆるものに使用できると研究者は言います。
「私たちがやったことは、生細胞のDNAに情報の増加を正常に保存することです」と、カリフォルニア州ラホーヤのスクリップス研究所の化学生物学者であるフロイド・ロメスバーグは、ライブサイエンスに語った。しかし、多くのステップは、ロームズバーグと彼の同僚が細胞に人工タンパク質を産生させる前に残っています。
DNAアルファベット
のフィールド合成生物学DNAをいじくり回して、医学、エネルギー、その他の領域における新しい機能が可能な生物を作成することを伴います。
DNAアルファベットは、アデニン、チミン、グアニン、シトシン（A、T、G、C）の4文字または塩基で構成されています。アデニンはチミンとペアになり、グアニンはシトシンとペアを組みます。 RNAは、DNAに似た遺伝物質ですが、異なる化学骨格を持ち、塩基チミンをウラシル（U）に置き換えます。
生物は、一連のステップを通じてDNAをタンパク質に変換します。まず、酵素はDNAをRNAに「転写」します。次に、リボソームと呼ばれる構造は、DNAをタンパク質に変換します。タンパク質は分子の鎖で構成されています。アミノ酸。
最終的に、研究者は、人工タンパク質を生成できる生物を作成することを目指しています。しかし、最初に、人工文字を含むDNAがRNAに転写される可能性があり、このRNAをタンパク質に変換できることを示す必要があります。
この研究では、Romesbergと彼のチームは、自然に見られない新しいDNA文字のペアを作成し、大腸菌細菌の細胞にペアを挿入しました。細胞にDNAを入れるのは簡単ではありませんが、研究者は、細胞膜を横切って材料を動かすタンパク質であるトランスポーターによってそれを行うことができました。
細胞内では、人工DNAがプラスミドにスプライシングされました。プラスミドは、細菌に見られる円形のDNAです。プラスミドは、外来DNAを拒否したり、細胞の成長に影響を与えることなく複製したと研究者は報告した。
科学者が生物がそのゲノムに人工DNA文字を組み込むことができることを実証した今、次のステップは、DNAをより良い薬物の産生に使用できる新しいタンパク質に変換できることを示すことです。
カスタムメイドの薬
タンパク質は重要な新しいタイプの薬物になっています。細胞がそれらを作る作業を行うことができ、分子生物学技術を使用してタンパク質が「進化」して望ましい特性を持つことができるためです。しかし、タンパク質は、アミノ酸として知られる20のビルディングブロックのみに制限されています。
「これを薬化学者と比較してください。薬化学者は、合成する小分子薬物のはるかに多様な構造を探求しています」とRomesberg氏は言います。 「私たちは、小分子とタンパク質の両方の薬物の両方を組み合わせることができることを望んでいます。」
この研究は、薬物を作るなどの有用なタスクを実行できるカスタムメイドのゲノムを備えた「デザイナー」生物の道を開きます。すでに、研究者は最初のものを作成しました」合成生物" - 人工細菌と酵母- ゲノムに人工のDNA配列がある。