科学家让两套遗传密码并行,生命的底层规则,正在被重新设计
8月26日,哈佛医学院费利克斯·拉德福德与乔治·丘奇团队在《自然》发表最新研究。他们在同一个无细胞蛋白质合成系统内,成功让自然遗传密码与一套人工压缩后的遗传密码并行运转。
地球上已知的生命形态,几乎都使用64种密码子来编码20种天然氨基酸。这就像所有生物都共用着同一本字典,将DNA信息精准翻译为蛋白质。
哈佛团队通过改造核糖体与tRNA,构建出一套具备专属识别能力的翻译系统。这相当于在生命原有的字典旁,并排放入了一本全新的字典。两套规则各自运转、互不干扰,在实验中未发生任何明显的“串台”。
为了加速筛选,团队还搭建了名为AGENTEX的自动化平台。借助机器人批量制造、组合并测试不同的tRNA,新的遗传编码方案得以高速试错。原本依赖反复手工摸索的生物学实验,被彻底推向了标准化工程设计。
这套压缩后的密码系统,理论上能为自然界不存在的化学积木腾出14个密码子。目前,团队已成功接入非标准氨基酸,并实现了最多3个密码子的重新分。未来,这将为人工合成全新蛋白质、新型药物与前沿生物材料铺平道路。
尽管这项突破目前仍停留在试管中的无细胞体系,尚未在活细胞内证明两套密码能长期共存,但它已然将合成生物学推进到了全新维度。
过去,基因工程改写的是生命写了什么。如今,连生命如何解读信息的底层规则,也终于能被人类亲手重写。
