Бактерии научили производить цепочки «нестандартных» аминокислот
Биологи «перекодировали» ДНК бактерий, научив их синтезировать белки с аминокислотами, которые не используются в природе.
Почти все белки практически всех живых организмов образованы из одного из того же набора 20 аминокислот. Несколько лет назад биологи показали, что если внести нужные изменения в геном и системы синтеза бактериальной клетки, она сможет производить нужный белок с «неканонической» аминокислотой. Авторы новой статьи, опубликованной в журнале Science, использовали сразу три такие аминокислоты.
Вспомним, что состав белков кодируется в ДНК, где каждой аминокислоте соответствуют фрагменты из трех нуклеотидов (кодон). Кодонов больше, чем разных аминокислот, и они могут кодироваться разными вариантами триплетов: например, серину соответствует целых шесть. Кроме того, некоторые кодоны играют вспомогательную роль — в частности, обозначая место завершения последовательности.
В процессе считывания этот код превращается в матричную РНК, на основе которой рибосомы синтезируют аминокислотные цепочки белков. Для этого каждому кодону подбирается молекула транспортной РНК, несущая соответствующий «ключ» — кодон, комплементарный нужному — и связанную аминокислоту. Если не считать некоторых редких исключений, такая базовая схема универсальна для всех живых организмов.
Чтобы вмешаться в процесс белкового синтеза, Джейсону Чину (Jason Chin) и его соавторам пришлось внести изменения на всех этапах. Эксперименты проводили на бактериях кишечной палочки: ученые решили заменить «значение» двух из шести кодонов, кодирующих серин, а также один из стоп-кодонов на новые аминокислоты. Поэтому для начала они генетически модифицировали клетки, заменив в их ДНК все выбранные триплеты (УЦГ, УЦА и УАГ) на синонимичные. Таким образом, бактерии синтезировали нормальные белки без использования этих кодонов.
Далее ученые заменили гены транспортных РНК, которые распознавали кодоны УЦГ и УЦА, на новые, которые кодировали тРНК, несущие новые аминокислоты вместо обычного серина. Также был модифицирован белок, распознающий стоп-кодон УАГ. Это позволило вносить такие кодоны в ДНК бактерии, в тех местах, где в белок необходимо внедрить новую нестандартную аминокислоту — одну из трех, на выбор.
Проводя эксперименты в лаборатории, ученые использовали таких ГМ-бактерий для синтеза сложных молекул, в том числе необычных циклических соединений из трех «неканонических» аминокислот, которые могут стать перспективными антибиотиками или противоопухолевыми препаратами. В любом случае работа открыла путь к превращению живых клеток в контролируемые фабрики для сложного химического синтеза и создания новых полезных веществ.
Telegram 
Дзен 
VK Процессы, сопровождающие жизнь черных дыр, интересуют не только теоретиков. Ученые уже знают, что энергия и частицы могут покидать черные дыры и теперь работают над способами эту энергию использовать.
Ученые подтвердили один из самых необычных эффектов Общей теории относительности (ОТО): вращение Земли действительно «увлекает» за собой пространство-время. Новое измерение, выполненное с помощью спутника LARES-2, оказалось примерно в 10 раз точнее предыдущих и еще сильнее ограничило пространство для альтернативных теорий гравитации.
В отличие от микрочастиц, наночастицы не только эффективно проходят барьеры дыхательной системы, но и идут дальше — в мозг человека. До сих пор масштаб смертности от них был неясен. Теперь исследователи выяснили, что она доходит до миллионов человек каждый год.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии