科學家們剛剛創造了有史以來合成最多的生命形式

科學家們創造了一種細菌，其遺傳密碼比地球上任何其他生命都更精簡，也更容易干預。

這種細菌，一種合成的大腸桿菌稱為 Syn57，經過精心設計，僅使用 57 英尺中的 64 英寸來構建其車身密碼子'已經為所有已知生物體服務了數十億年。

生命的配方是用一種使用 64 個不同密碼子的語言編寫的，每個密碼子由三聯體核苷酸組成。“三個字母”密碼子的長句構成了我們的 DNA 和 RNA。

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它們為我們的細胞提供了將普通物質轉化為生命組成部分氨基酸的基本指令，這些物質按順序穿線形成蛋白質。

當細胞構建蛋白質時，它會“讀取”使用這 64 個核苷酸三聯體寫入的密碼子序列，以知道接下來要添加哪些氨基酸，以及何時停止。

但這個系統有一些莫名其妙的重復。所有自然生物只需 20 個氨基酸就可以構建它們所需的蛋白質，這意味著許多密碼子是雙胞胎的同義詞。

Syn57 消除了一些看似多余的密碼子。其他團隊一直在為這個目標而努力，但來自英國醫學研究委員會分子生物學實驗室是第一個將生命形式降至 57 個密碼子標記的人，這一記錄取代了之前取得的 61 密碼子基因組成就.

通過從頭開始改造整個基因組，研究人員著手消除與氨基酸絲氨酸相關的六個密碼子中的四個、四個丙氨酸密碼子中的兩個和一個“終止”密碼子。當這些冗余密碼子出現在細菌的基因組中時，研究人員用給出相同指令的同義密碼子代替它們。

這需要對遺傳密碼進行超過 101,000 次更改。這些首先在計算機上以 100 KB 的片段進行計劃，然后是組裝基因的艱巨工作。

為了確保他們不會在微生物中插入根本有害的變化，該團隊一點一點地測試了活細菌中合成基因組的小片段，最終將它們拼接在一起，形成最終的、完全合成的菌株。

“我們確實經歷過這些時期，我們想，'好吧，這會是一條死胡同，還是我們能堅持下去？'”該研究的主要作者之一、合成生物學家韋斯利·羅伯遜 （Wesley Robertson） 告訴他。紐約時報記者卡爾·齊默。

這是一項艱巨的任務，表明生命可以在顯著壓縮的基因藍圖下生存。它還有可能釋放剩余的密碼子以分配不同的角色。

"Syn57 有更多的空間來引入更多的非經典氨基酸，為進一步擴展遺傳密碼提供了更大的機會，“該團隊在新聞稿中說.“這將使研究人員能夠開發創新的合成聚合物和大環。”

而且因為 Syn57 的“非規范”遺傳密碼應該對“天然”微生物來說是難以辨認的，比如病毒，通過接管細胞蛋白質的產生來運作，這種細菌應該能夠抵抗它們的感染。這可能有助于降低與細菌蛋白質的工業化“農業”相關的成本，而病毒爆發是一個重大挫折。

這種難以辨認的基因組還可以有效地對轉基因細菌進行消毒，這對于解決對修飾基因溢出到自然環境中的擔憂來說是一個有吸引力的前景。

“然后，我們可以防止信息從我們的合成有機體中逸出，”羅伯遜告訴齊默.

“這項工作舉例說明了基因組合成如何將生物體的基因組序列轉移到自然生命可能無法進入的序列空間的新區域，”該團隊總結.

這項研究發表在科學.

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