研究人员将大肠杆菌的遗传重新缠绕，使其防病毒

生命的许多基本特征Don＆＃39; t必然必须是他们的方式。机会在演变中发挥着重要作用，总是有替代的道路从未探索过，只要因为之前发生的事情发生得足够好。这个想法的一个实例是遗传密码，将我们的DNA携带的信息转换为形成蛋白质的氨基酸的特定序列。有很多潜在的氨基酸，其中许多可以自发地形成，但大多数生命使用依赖于其中20个的遗传密码。

过去几十年来，研究人员表明它并不是那样的。如果您提供右酶和替代氨基酸的细菌，它们可以使用它。但细菌获得＆＃39;它非常有效地使用酶和氨基酸，因为所有现有的遗传密码槽已经在使用中。

在一项新工作中，研究人员已经设法编辑细菌＆＃39;遗传密码以释放几个新插槽。然后他们用不自然的氨基酸填充那些槽，允许细菌产生从自然界中永远不会发现的蛋白质。重编程的一个副作用？没有病毒可以在修饰的细菌中复制。

遗传码处理翻译，在其中将DNA中编码的信息进行成功能蛋白质。该过程的关键是一组称为转移RNA（或TRNA）的小RNA分子。转移RNA具有可以通过碱基配对匹配的小型三个基段，其中DNA携带的信息。 RNA也可以在特定酶催化的方法中化学连接到特定的氨基酸。

与特定氨基酸配对的组合三种特异性碱是翻译的关键，即将DNA碱与特定氨基酸匹配。

三个基本代码和四个可能的基础（A，T，C和G）产生64个可能的三基组合，称为密码子。当达到蛋白质编码序列的结束时，用于翻译的三个这些密码子信号。留下20个氨基酸的61个密码子。结果，一些氨基酸由两个，四个甚至六个不同的密码子编码。

代码中的冗余是基于英国剑桥的研究团队。几年前，研究人员编辑了整个大肠杆菌基因组，以便释放了一些冗余密码子。研究人员将三个终止密码子中的一个的所有情况进行了编辑到其中一个，以便在整个基因组中不再有任何情况。代码被释放到重新定义密码子而不是用于某些东西。

研究人员对氨基酸丝氨酸的密码子进行了类似的实验。而不是留下六个密码子，说＆＃34;丝氨酸，＆＃34;研究人员通过改变他们针对不同的丝氨片密码子的两个实例来编辑总到四个。

（这可能听起来很简单，但即使是大肠杆菌和＃39等小的基因组，也有数以千计的这些密码子分散在数百万基对中。编辑遗传密码是自身的令人印象深刻的技术成就。）

虽然细菌没有使用三个编辑的密码子，但它们仍然可以。所有碎片所需的所有碎片 - 转移RNA，仍存在将氨基酸附着氨基酸等的酶。出于aren＆＃39; t完全清楚的原因，修饰的细菌温和＆＃39; t尤其健康，比他们未经编辑的来源更慢。

对于他们的后续工作，研究人员演化了抑制改进的遗传代码更好。它们将细菌暴露于诱变剂，然后使用自动化系统生长大量样品，当样品生长良好并保持用新鲜食物供应样品时鉴定。 （快速生长的细菌转动它们在多云的情况下长发，允许它们识别。）在几轮突变之后，恢复了近似正常的生长。

此时，研究人员返回并删除了转移RNA和酶的基因，使其三个编辑的密码子工作。随着这些改变，它是不再被使用的密码子 - 他们不再使用。

同样，这个问题减缓了细菌的生长，尽管它并不清楚为什么一些删除的基因有其他功能或有密码子实例，研究人员错过了编辑。无论如何，它们再次突变细菌并选择了恢复大部分增长的菌株。当一切都完成时，科学家们有一个大约一半的压力以及正常的大肠杆菌。他们还有三个完全未使用的密码子。

（除了旁边，研究人员还获得了这种最终菌株的基因组序列，以查看该过程中已经发生了哪些突变。虽然鉴定了许多差异，但没有与修饰的遗传密码增长的能力明显相关。实验室有无疑是因为分配了一些毕业生来弄清楚难题。）

为了确认三个未使用的密码子是非功能，研究人员用病毒感染了它们。这些病毒编码的蛋白质通常包括未使用的密码子，因此该方法提供了对密码子和＃39的测试。使用真正被淘汰了。

细菌通过了测试。即使在培养物在培养物中抛出5种不同病毒的混合物，在密码子中也不会在密码子中生长病毒。很明显，在这种应变中，这些密码子根本无法使用。

这是研究人员首先想要的（它＆＃39;公平地说，他们举行了抗病毒的细菌）。现在他们可以开始使用氨基酸的三个密码子，该氨基酸在地球上自然使用。

研究人员用一些非原生氨基酸提供细菌，以及用于转移RNA的基因，将它们附着于和酶。然后，它们开始将基因插入唯一可以通过使用重新定义的密码子进行翻译的非粘合蛋白。研究人员证实了蛋白质制备，并掺入了这些非天然氨基酸。它们甚至制造了一种包含三种不同人工氨基酸的版本，表明它们真正扩大了遗传密码。

研究人员还能够制造使用不同组三种人造氨基酸的菌株。所以它可以制作大量的菌株，每个都是专门使用不同的人造氨基酸。

作者没有继续展示任何实用性，但有很多潜在的用途。人造氨基酸可以促使aren＆＃39; t的反应可能或有效地用正常的20组。并且我们不必设计一种包含新氨基酸的酶;相反，我们可以简单地尝试在扩展的遗传密码中尝试在群体中的功能。

其中有一些有趣的聚合物化学的可能性。在形成大多数聚合物的化学反应中，我们通常仅使用单一类型的亚基来构建聚合物，因为您可以控制与之相关的链接。但蛋白质让您通过完全控制每个亚基的顺序来构建聚合物链，因为您可以指定氨基酸的顺序。通过扩展的遗传密码，我们可以在聚合物的构造上获得分子水平控制。