新厨师来到生命厨房

合成细胞离现实更近一步

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每个细胞内部都像有一个厨师,烹饪着使生命成为可能的“美食”——大量的蛋白质。现在,科学家们构建了一个外星厨师,能够根据人造 DNA 编写的食谱进行烹饪,制造出可能用作抗生素、生物燃料或其他有用分子 Novel 蛋白质。

在通常情况下,这些被称为核糖体的厨师由两段 RNA 和氨基酸组成,它们短暂地协同工作以构建蛋白质,然后在工作完成后各奔东西。西北大学的生物工程师迈克尔·朱厄特和伊利诺伊大学芝加哥分校的药物生物技术专家亚历山大·曼金决定尝试一些新的东西:将他们合成核糖体 Ribo-T 的两个部分连接在一起,使其能够继续遵循同一套新的指令。已知地球上以前的任何生命——无论是野外进化还是科学家在实验室制造——都从未拥有或与这种绑定的核糖体共存。

然而,这位新厨师烹饪得很好。Ribo-T 成功构建了绿色荧光蛋白。并且仅使用合成核糖体的大肠杆菌几乎与野生同类一样存活良好。此外,大肠杆菌将 Ribo-T 传递给了它的后代。“这个外星人将帮助我们更好地理解正常核糖体是如何工作的,”曼金说。


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事实上,这项研究揭示了一些以前未知的事情:核糖体不必是混杂的才能工作——通常结合和分离的两个单元可以永久地连接在一起,而不会杀死细胞。此外,外星核糖体和更典型的核糖体可以并排工作,一个烹饪独特的蛋白质,而另一个则大量生产维持细胞存活所需的酶。DARPA 支持这项工作,作为该机构为新型材料(无论是药物分子还是更好的生物燃料)打造生物铸造厂的一部分努力。

仅在实验室中存在的碱基对、重组的染色体,甚至是整个合成基因组——所有这些都是科学家们近年来制造出来的。现在,在合成生物学家的工具箱中添加一个新的核糖体,一个设计师厨师,可以用从头合成的成分(如“非天然”氨基酸)烹制新菜肴。祝您用餐愉快。

大众科学 Magazine Vol 313 Issue 5本文最初以标题“New Cook Arrives in Life's Kitchen”发表于 大众科学 Magazine Vol. 313 No. 5 (), p. 25
doi:10.1038/scientificamerican1115-25
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