Все, что вы хотели знать об ИИ, — в специальном проекте Naked Science!
Перейти
  • Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
04.06.2021
Сергей Васильев
1 285

Бактерии научили производить цепочки «нестандартных» аминокислот

4.7

Биологи «перекодировали» ДНК бактерий, научив их синтезировать белки с аминокислотами, которые не используются в природе.

©Ryan Kitko, Flickr

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.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Вчера, 10:00
Александра Медведева

Окаменелость крошечного морского червя, жившего 525 миллионов лет назад, разрешила вековой спор об эволюции мозга членистоногих. Исследование показало, что мозг первых членистоногих не был сегментирован, а нервная система головы и туловища эволюционировала независимо.

Вчера, 18:10
Мария Азарова

Международный коллектив ученых спрогнозировал наши ежедневные потребности в воде в зависимости от антропометрических, экономических и экологических факторов.

Позавчера, 09:40
Александр Березин

Также это повышает шансы на вовлечение волка в другие виды рискованной деятельности. Работа может иметь прикладное значение и для человеческих обществ, поскольку сходное влияние известно и для людей.

Вчера, 10:00
Александра Медведева

Окаменелость крошечного морского червя, жившего 525 миллионов лет назад, разрешила вековой спор об эволюции мозга членистоногих. Исследование показало, что мозг первых членистоногих не был сегментирован, а нервная система головы и туловища эволюционировала независимо.

Вчера, 18:10
Мария Азарова

Международный коллектив ученых спрогнозировал наши ежедневные потребности в воде в зависимости от антропометрических, экономических и экологических факторов.

24 ноября
Редакция

Режиссер Илай Сасик (Eli Sasich), вдохновившись классическими научно-фантастическими фильмами «Чужой» и «Бегущий по лезвию», несколько лет назад снял короткометражный фильм «Атропа», который стоит посмотреть, если вы интересуетесь наукой и космическими технологиями.

1 ноября
Анна Новиковская

Когда мы представляем взаимодействие неандертальцев с нашими предками, первобытными людьми, то обычно думаем об агрессивных стычках и конкуренции на охоте. Однако теперь ученые выяснили, что два вида людей взаимодействовали на протяжении как минимум 200 тысяч лет — это слишком долгий срок для активных военных действий, но достаточный для постепенного «растворения» одного вида в другом.

19 ноября
Анна Новиковская

В последний раз черношейного фазанового голубя видели еще в 1882 году, и с тех пор ученые не знали, живет ли еще в лесах острова Фергуссон эта красивая птица. Теперь, наконец, им повезло: одна из камер запечатлела представителя редчайшего подвида фазановых голубей.

24 ноября
Редакция

Режиссер Илай Сасик (Eli Sasich), вдохновившись классическими научно-фантастическими фильмами «Чужой» и «Бегущий по лезвию», несколько лет назад снял короткометражный фильм «Атропа», который стоит посмотреть, если вы интересуетесь наукой и космическими технологиями.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: