Genetisk alfabet-revolution introducerar innovativa proteiner med unika funktioner för olika användningsområden

StockholmForskare vid Scripps Research har upptäckt en ny metod för att utföra genetiska förändringar och utöka proteinskapandet genom att använda fyrnukleotidkodoner istället för de vanliga tre-nukleotidkodonerna. Denna teknik gör det möjligt för dem att inkludera ovanliga aminosyror i proteiner. Detta kan leda till stora framsteg inom bioengineering, läkemedelsupptäckt och syntetisk biologi.

Traditionell genetisk kodning använder ett system där tre RNA-nukleotider, kallade kodoner, motsvarar en aminosyra. Denna konventionella modell begränsar proteiner till kombinationer av 20 standardaminosyror. Men forskare har velat förbättra detta system för att skapa proteiner med nya egenskaper. Forskare vid Scripps har utvecklat en ny metod som gör det enklare att inkludera icke-standard aminosyror, vilket utökar proteinernas potentiella funktioner.

Här är några viktiga aspekter av denna innovation:

• Använder fyrnukleotid-kodoner istället för trippelnukleotid-kodoner.
• Möjliggör tillsättning av icke-kanoniska aminosyror utan att ändra hela genomet.
• Bevarar normala cellulära processer och stabilitet.
• Gör det möjligt att skapa proteiner specifika för olika tillämpningar.

Tidigare metoder hade problem eftersom ändring av kodoner krävde omfattande genteredigeringsingrepp, vilket innebar risker för cellernas stabilitet och normala funktion. Den nya metoden använder fyrkodonskodoner, vilket undviker dessa risker genom att lägga till fler alternativ till den genetiska koden utan att ändra hela genomet. Denna metod gör det möjligt för cellerna att känna igen och använda dessa kodoner korrekt, vilket tillåter exakt tillsättning av ovanliga aminosyror.

Läs också:

Idag · 13:15

Ny forskning: Kvantfysik revolutionerar omvandling av spillvärme till elenergi med över 60 % effektivitet

Forskargruppen utformade gener med tre-bokstavskodoner som ofta används runt specifika mål för att säkerställa korrekt användning av fyrnukleotidkodoner. Detta gjorde det möjligt för celler att framgångsrikt lägga till nya aminosyror som matchade de fyrnukleotid-tRNA. De demonstrerade denna teknik genom att skapa över 100 nya peptider, vardera innehållande upp till tre icke-standardiserade aminosyror.

Användningsområdena för denna banbrytande teknik är mycket varierande. Skräddarsydda proteiner kan förbättra medicinen avsevärt genom att möjliggöra skapandet av nya läkemedel som fungerar bättre och mer exakt. Inom tillverkning kan dessa proteiner vara mer stabila och funktionella, vilket förbättrar industriella processer. Inom kemisk detektion kan nya proteiner leda till mer känsliga och exakta metoder för detektering.

Ahmed Badran och hans team har utvecklat ett enkelt och effektivt verktyg för proteinutformning. Denna metod kommer att förbättra vår förmåga att arbeta med biologiska molekyler och kan leda till framsteg inom många vetenskapliga och industriella områden.