Бактерії, створені з 19 амінокислотами, суперечать фундаментальному закону біології

Pesquisadores вдалося змусити бактерії працювати лише з 19 амінокислотами замість 20, які підтримують усі відомі форми життя. Цей подвиг є важливою віхою в генній інженерії та ставить під сумнів один із найтвердіших принципів сучасної біології. Експеримент відкриває двері для кращого розуміння того, як виникло життя та як його можна переробити в лабораторії.

Відкриття показує, що генетичний код не такий жорсткий, як вважалося раніше. Cientistas видалив одну з 20 стандартних амінокислот і зумів змусити бактерії виробляти функціональні білки навіть без цього компонента. Результат показує, що життя має більшу гнучкість, ніж наука уявляла раніше.

Como був проведений експеримент

Pesquisadores усунув серин, одну з незамінних амінокислот. Потім вони перепрограмували генетичний код бактерій, щоб вони не намагалися синтезувати цей білок. Клітини змогли розмножуватися і нормально виконувати життєво важливі функції. Випробування охоплювали кілька поколінь, підтверджуючи, що адаптація не була тимчасовою чи випадковою.

Стратегія передбачала точні модифікації бактеріальної ДНК. Вчені відключили гени, відповідальні за виробництво серину, і переписали інструкції для інформаційної РНК. У формі Dessa клітинні машини бактерій більше не розпізнавали кодон, який зазвичай ініціював включення цієї амінокислоти. Система працювала, як планувалося, без метаболічного збою клітин.

Implicações для синтетичної біології

Робота Este відкриває нові горизонти для генних інженерів. Якщо організми можуть жити на 19 амінокислотах, можливо, їх можна запрограмувати на використання повністю штучних сполук. Pesquisadores вже досліджують можливість створення білків з елементами, яких не існує в природі. Повністю синтетичне життя може мати безпрецедентні властивості та функції.

Практичне застосування виходить за рамки наукової цікавості. Спеціальний Proteínas може бути використаний у медицині, фармацевтичній промисловості та біотехнології. Перероблений Organismos може більш ефективно виробляти ліки, паливо або матеріали, що не піддаються біологічному розкладанню. Контроль над тим, що входить і виходить з коду життя, забезпечує безпрецедентну точність у біологічному виробництві.

Entendendo традиційний генетичний код

20 відомих амінокислот складають основу всієї біології. Бактерії Desde для людини ця комбінація є практично універсальною. Клітина зчитує ДНК, транслює генетичну інформацію та збирає білки, використовуючи ті самі будівельні блоки. Стандартизація Essa настільки фундаментальна, що вчені десятиліттями вважали її незмінною.

Амінокислоти працюють як букви в алфавіті. Assim як португальський алфавіт має 26 літер, код життя використовує 20 амінокислот для написання мільйонів різних білків. Комбінація Cada виробляє білок зі специфічною функцією. Remover одна літера повинна створити молекулярний хаос. Експеримент показав, що це не так.

Leia Tambem

Нападнику Ліонелю Мессі потрібні дві вирішальні передачі, щоб зрівняти історичний рекорд Пеле на чемпіонатах світу

У штаті Вісконсін заарештовано Джоша Джейкобса з Green Bay Packers за домашнє насильство

Статки Кріштіану Роналду та Ліонеля Мессі виходять за межі поля з мільярдними інвестиціями

Questões, які залишаються відкритими

• Чи можна амінокислоти Outros видалити таким же чином?
• Чи може Bactérias з менш ніж 18 амінокислотами вижити?
• Чи знижується метаболічна ефективність, коли виводиться амінокислота?
• Амінокислоту Qual легше видалити без шкоди для життя?

Що це дослідження показує про походження життя

Відкриття має наслідки для розуміння того, як зародилося життя. Якщо генетичний код не потребує рівно 20 амінокислот, можливо, раннє життя працювало з меншим набором. Перші організми могли використовувати лише 5 або 10 хімічних компонентів. За мільярди років життя ускладнилося б не через абсолютну біологічну необхідність, а через еволюційні можливості.

Точка зору Essa змінює уявлення вчених про еволюцію. Não був рішучою системою, яка породжувала життя, але гнучкою системою, здатною до змін і адаптації. Надмірність і універсальність є характеристиками біології, а не винятками. Природа створила код, який терпить зміни, дозволяючи інновації без руйнування.

Майбутній Experimentos може тестувати організми з 18, 17 або навіть 10 амінокислотами. Зменшення Cada покаже, який компонент справді незамінний, а який є лише еволюційною традицією. Розуміння Essa дозволяє створювати мінімалістичні організми, здатні виконувати певні функції з максимальною ефективністю. Жива істота, заснована на 10 амінокислотах, була б біологічно можливою, просто вона ніколи не була обрана природою, оскільки 20 працювали добре.

Промисловий Aplicações у розробці

Empresas з біотехнології вже виявляє інтерес до цих знахідок. Спрощені Organismos дешевші в обслуговуванні, потребують менше поживних речовин і утворюють менше відходів. Бактерія з 15 амінокислотами буде споживати менше енергії, ніж бактерія з 20. Isso означає значну економію на великих біофабриках. Medicamentos, вітаміни та ферменти можна виробляти швидше та з меншими екологічними витратами.

Гени Terapias також можуть отримати користь. Генетичний код Simplificar робить безпечнішим введення модифікованої ДНК у клітини людини. Більш компактний геном знижує ризик випадкових мутацій. Pesquisadores працює над редагованими версіями вірусів, видаляючи небезпечні гени, зберігаючи при цьому здатність проводити генну терапію. Підтвердження того, що амінокислоти можна видалити без руйнування клітини, забезпечує теоретичну достовірність цих експериментів.