Seltsame veränderter Organismus hat 6 Buchstaben DNA


Der erste Bericht eines Bakteriums, deren Genom synthetische DNA-Bausteinen enthält, öffnet die Tür für maßgeschneiderte Organismen, die verwendet werden könnten, um neue Medikamente und andere Produkte zu produzieren.

Alle Lebewesen haben eine DNA "Alphabet" von nur vier Buchstaben, die Anweisungen für die Proteine kodieren, die meisten wichtigen Arbeitsplätze innerhalb der Zellen führen. Aber erweitern das Alphabet um künstliche Buchstaben enthalten könnte Organismen die Fähigkeit, neue Proteine, die nie zuvor in der Natur zu produzieren.

Die künstliche DNA für alles von der Herstellung neuer Medikamente und Impfstoffe, Forensik verwendet werden könnte, sagen Forscher.

"Was wir getan haben erfolgreich verstärkte Information in der DNA einer lebenden Zelle speichern", sagte Studienleiter Floyd Romesberg, chemischer Biologe am Scripps Research Institute in La Jolla, Kalifornien, Leben-Wissenschaft. Noch können viele Schritte bleiben vor Romesberg und seine Kollegen Zellen, künstliche Proteine zu produzieren. [Biomimetik: 7 clevere Technologien von der Natur inspiriert]

DNA-alphabet

Dem Gebiet der synthetischen Biologie umfasst basteln mit DNA, Organismen in Medizin, Energie und anderen Bereichen in der Lage, neue Funktionen zu schaffen.

Die DNA-Alphabet besteht aus vier Buchstaben oder Basen: Adenin, Thymin, Guanin und Cytosin (A, T, G und C). Adenin paart mit Thymin und Guanin Paare mit Cytosin. RNA ist ein genetisches Material ähnlich der DNA, außer es eine andere chemische Rückgrat hat und die base Thymin durch Uracil (U ersetzt).

Lebewesen übersetzen DNA in Proteine durch eine Reihe von Schritten. Erstens transkribieren"Enzyme" die DNA in RNA. Strukturen, so genannte Ribosomen übersetzen, die RNA in Proteine, die Stränge der Moleküle, so genannte Aminosäuren zusammengesetzt sind.

Die Forscher wollen letztendlich Organismen schaffen, die künstliche Proteine produzieren können. Aber zuerst müssen sie zeigen, dass die DNA mit den vom Menschen verursachten Buchstaben in RNA transkribiert werden kann, und dass diese RNA in Proteine übersetzt werden kann.

In der Studie Romesberg und sein Team erstellt ein neues Paar von DNA-Buchstaben nicht in der Natur gefunden und das Paar in Zellen von Escherichia coli -Bakterien eingesetzt. Die DNA in die Zellen ist nicht einfach, aber die Forscher konnten durch ein Transporter, ein Protein, das Material bewegt sich über Zellmembranen zu tun.

Innerhalb der Zellen bekam die künstlichen DNA in ein Plasmid, ein rundes Stück von DNA in Bakterien gefunden gespleißt. Die Plasmide repliziert, ohne Ablehnung der fremden-DNS oder die die Zellen Wachstum, berichten die Forscher.

Jetzt, wo die Wissenschaftler bewiesen haben, dass ein Organismus künstliche DNA-Buchstaben in seinem Genom integrieren kann, zeigt der nächste Schritt, dass es die DNA in neue Proteine umwandeln kann, die verwendet werden könnte, um bessere Medikamente produzieren.

Maßgeschneiderte Medikamente

Proteinen eine wichtige neue Art der Droge, geworden sind, weil Zellen arbeiten können, sie zu machen und molekularbiologischen Methoden verwendet werden, können um Proteine "weiterentwickelt", um Eigenschaften gewünscht haben helfen, sagte Romesberg. Proteine sind aber beschränkt auf nur 20 Bausteine wie Aminosäuren bekannt.

"Vergleichen Sie dies mit einem medizinischen Chemiker eine größere Vielfalt der Strukturen in der Small-Molecule-Medikamente, die sie zu synthetisieren erforscht," sagte Romesberg. "Wir hoffen, das beste von Small-Molecule und Protein Medikamenten kombinieren zu können."

Die Forschung ebnet den Weg für "Designer" Organismen mit maßgeschneiderten Genome, die nützliche Aufgaben, wie die Herstellung von Drogen können. Forscher haben bereits die ersten "synthetischen Organismen" — künstliche Bakterien und Hefen, die künstliche DNA-Sequenzen in ihre Genome haben.

Die Forscher arbeiten derzeit an der Erweiterung der DNA-Alphabet der Hefezellen und schließlich hoffen, das gleiche für Säugerzellen, tun die Eigenschaften, die sie haben bei der Herstellung von Protein Medikamente besser zu machen. Ausbau des genetischen Alphabets des gesamten vielzelligen Organismus wie ein Mensch nicht möglich mit der aktuellen Technik, jedoch wäre da die künstliche Buchstaben direkt in die einzelnen Zellen eingefügt werden müssen, sagte Romesberg.

Anmerkung der Redaktion: Dieser Artikel wurde um 9:15 Uhr ET am 8 Mai aktualisiert, um einen Tippfehler zu korrigieren. RNA wird in Proteine, nicht DNA übersetzt.

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