Przełom w genetyce: nowe kody genetyczne tworzą innowacyjne białka o unikalnych funkcjach

WarsawNaukowcy z Scripps Research odkryli nową metodę wprowadzania zmian genetycznych oraz rozszerzania możliwości tworzenia białek, wykorzystując czteronukleotydowe kodony zamiast standardowych trój­nukleo­ty­dowych. Dzięki tej technice mogą włączać do białek nietypowe aminokwasy, co może prowadzić do znaczących postępów w dziedzinie bioinżynierii, odkrywania nowych leków oraz biologii syntetycznej.

Tradycyjne kodowanie genetyczne opiera się na systemie, w którym trzy nukleotydy RNA, zwane kodonami, odpowiadają jednemu aminokwasowi. Ten konwencjonalny model ogranicza białka do kombinacji 20 standardowych aminokwasów. Naukowcy od dawna dążą do ulepszenia tego systemu, aby tworzyć białka o nowych właściwościach. Badacze z instytutu Scripps opracowali nową metodę, która ułatwia włączanie niestandardowych aminokwasów, co poszerza możliwe funkcje białek.

Oto kluczowe cechy tej innowacji:

• Zamiast trzy-nukleotydowych kodonów, wykorzystuje kodony cztero-nukleotydowe.
• Umożliwia wprowadzanie niekanonicznych aminokwasów bez potrzeby zmiany całego genomu.
• Zachowuje normalne procesy komórkowe i stabilność.
• Umożliwia tworzenie białek dostosowanych do różnych zastosowań.

Poprzednie metody miały problemy, ponieważ zmiana kodonów wymagała rozległej edycji genomu, co było ryzykowne dla stabilności i normalnych funkcji komórek. Nowa metoda wykorzystuje kodony czteronukleotydowe, co unika tych zagrożeń, dodając więcej możliwości do kodu genetycznego bez zmieniania całego genomu. Dzięki temu komórki są w stanie precyzyjnie rozpoznać i wykorzystać te kodony, co pozwala na dokładne wprowadzenie nietypowych aminokwasów.

Zobacz również:

Dzisiaj · 20:28

Nowe badania: jak LLM wpływają na społeczeństwo

Zespół badawczy opracował geny, używając często trójliterowych kodonów wokół określonych celów, aby zapewnić prawidłowe stosowanie czteronukleotydowych kodonów. Dzięki temu komórki mogły pomyślnie dodawać nowe aminokwasy dopasowane do czteronukleotydowych tRNA. Technika ta została zademonstrowana poprzez stworzenie ponad 100 nowych peptydów, z których każdy zawierał do trzech niestandardowych aminokwasów.

Zastosowania tego przełomu są bardzo zróżnicowane. Spersonalizowane białka mogą znacząco ulepszyć medycynę, umożliwiając tworzenie nowych leków, które działają bardziej precyzyjnie i skutecznie. W produkcji te białka mogą być bardziej stabilne i efektywne, co poprawia procesy przemysłowe. Natomiast w chemicznej detekcji, nowe białka mogą pozwolić na bardziej czułe i dokładne metody wykrywania.

Ahmed Badran i jego zespół opracowali prostą i skuteczną metodę inżynierii białek. Ta technika zwiększy nasze możliwości pracy z cząsteczkami biologicznymi i może prowadzić do postępów w wielu dziedzinach naukowych i przemysłowych.