Questa foto non datata fornita dallo Scripps Research Institute mostra un ceppo semisintetico di batteri E. coli in grado di sfornare nuove proteine. Gli scienziati hanno riferito mercoledì, 29 novembre 2017, che hanno ampliato il codice genetico della vita e utilizzato il DNA artificiale per creare questo ceppo di batteri. (Bill Kiosses/The Scripps Research Institute tramite AP)
Gli scienziati stanno espandendo il codice genetico della vita, utilizzando il DNA artificiale per creare un ceppo semisintetico di batteri, e una nuova ricerca mostra che quei microbi alterati hanno effettivamente lavorato per produrre proteine a differenza di quelle che si trovano in natura.
È un passo verso lo sviluppo di farmaci di design.
Una delle prime lezioni di biologia del liceo:tutta la vita è composta da quattro elementi costitutivi del DNA noti con le lettere A, T, C e G. Accoppiati insieme, formano i gradini a scala del DNA. Ora c'è un nuovo gradino su quella scala.
Un team dell'Istituto di ricerca Scripps a La Jolla, California, ampliato l'alfabeto genetico, creando due "lettere" artificiali di DNA chiamate X e Y. Alcuni anni fa, i ricercatori hanno prodotto un tipo di batteri E. coli comunemente usati per la ricerca di laboratorio che conteneva sia il DNA naturale che questa nuova coppia di basi artificiali, immagazzinando informazioni genetiche extra all'interno delle cellule.
La prossima sfida:il DNA normale contiene il codice per le cellule per formare proteine che svolgono il lavoro della vita. Le cellule che trasportano questo strano ibrido genomico potrebbero funzionare allo stesso modo?
Abbastanza sicuro, le cellule alterate brillavano di verde mentre producevano una proteina fluorescente contenente amminoacidi innaturali, i ricercatori hanno riferito mercoledì sulla rivista Natura .
"Possiamo produrre proteine che sono costituite da più cose di quanto non siano normalmente, " ha spiegato il chimico di Scripps Floyd Romesberg, chi guida il progetto.
Schema raffigurante l'incorporazione di un amminoacido non canonico (ncAA) in una proteina tramite la decodifica ribosomiale di un codone innaturale in un organismo semisintetico Credito:adattato da un'immagine creata da Dennis Sun, Design Mezarque
Mentre la programmazione dei germi verdi ha offerto la prova che l'approccio può funzionare, alla fine "vorremmo ottenere proteine che facciano cose nuove, " Egli ha detto.
Questo è un obiettivo finale nel campo della biologia sintetica:progettare organismi che funzionino in modo diverso dal modo in cui la natura intende in modo che gli scienziati possano sfruttarli per creare farmaci di design, biocarburanti o una gamma di altri prodotti. La tecnologia di Scripps è stata autorizzata da una società biotecnologica co-fondata da Romesberg, Synthorx Inc., che mira a creare nuovi farmaci a base di proteine.
Il nuovo lavoro ha tracciato i passaggi biologici mentre l'E. coli alterato leggeva il codice genetico artificiale e assemblava i pezzi per una nuova proteina, con la stessa efficienza come se si utilizzasse il DNA normale.
Il risultato è una piattaforma che offre un modo per aumentare la diversità delle proteine prodotte all'interno delle cellule viventi, disse Jef Boeke, un ricercatore di biologia sintetica alla New York University che non era coinvolto nel lavoro di Scripps.
Organismo semisintetico (E. coli) che produce una proteina fluorescente verde tramite la decodifica di un codone innaturale Credito:William B. Kiosses
Questo ceppo batterico è stato "modificato in modo davvero drammatico e insolito in queste posizioni nel suo genoma, " ha detto Boeke. "E questo è ciò che lo rende diverso da ogni altro organismo sul pianeta oggi".
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