Badacze stworzyli organizm produkujący aminokwas

[Głosów:0    Średnia:0/5]

Pierwszy organizm, który produkuje zupełnie nowy aminokwas i wykorzystuje go do tworzenia białek, udało się stworzyć badaczom z USA. 

Jeden z podstawowych dogmatów biologii głosił do tej pory, że do produkcji białek wszystkie żywe organizmy wykorzystują 20 podstawowych jednostek budulcowych – związków o nazwie aminokwasy.

Badaczom pod kierunkiem prof. Petera Schultza ze Scripps Research Institute w La Jolla w stanie Kalifornia w doświadczeniach prowadzonych na bakteriach z gatunku Escherichia coli udało się rozszerzyć kod genetyczny dokładnie o jeden aminokwas, tj. p- aminofenyloalalninę. Bakterie zostały zmienione tak, aby z prostych źródeł węgla mogły produkować nowy budulcowy aminokwas, a techniki analizy biochemicznej wykazały, że jest on wykorzystywany do budowy białek w podobny sposób jak pozostałych 20 aminokwasów.

"Kluczowe dla sukcesu doświadczenia było zakodowanie w jakiś sposób nowego aminokwasu" – komentuje Christopher Anderson, który brał udział w badaniach.

Informacja o aminokwasach, z których składa się dane białko, jest zapisana w DNA. Podstawą tego zapisu jest wspólny dla wszystkich organizmów czteroliterowy kod genetyczny. Jeden aminokwas jest zapisany w postaci trzech liter kodu (tzw. kodonu), które na poziomie DNA odpowiadają trzem jednostkom budulcowym DNA (tzw. nukleotydom).

W swoim doświadczeniu badacze wykorzystali kodon "stop". Tworzą go również trzy litery, ale pierwotnie nie oznaczał żadnego aminokwasu, tylko pełnił inną funkcję, tzn. informował o zatrzymaniu procesu syntezy białka. Zespół Schultza zmienił znaczenie tego kodonu, tak że zaczął on oznaczać 21. aminokwas budulcowy.

"Chcieliśmy po prostu rozszerzyć, a nie zmienić, kod genetyczny. W ten sposób udało nam się uzyskać zupełnie nowy, choć nienaturalny organizm" – tłumaczy Anderson.

Według autorów, ich badania pomogą udzielić odpowiedzi na pytania z dziedziny biologii ewolucyjnej uważane do tej pory za czysto teoretyczne. Na przykład: czy powstanie dodatkowego aminokwasu budulcowego doprowadziłoby do rozwoju organizmu, który miałby jakąś przewagę ewolucyjną nad innymi, na przykład lepiej adaptował się do trudnych warunków środowiska? Dlaczego kod genetyczny nie ewoluował dalej?

W tym celu badacze chcą hodować otrzymane bakterie razem z niezmienionymi E.coli. Zmiany wprowadzane do środowiska obydwu szczepów pozwolą sprawdzić, które z nich lepiej przystosują się do zmiany, czyli które mają przewagę ewolucyjną.

Nowe badania mogą mieć też bardziej praktyczne zastosowanie. Można na przykład próbować uzyskać bakterie produkujące inne "nienaturalne" aminokwasy, takie, które dodawane do białek leczniczych dodatkowo wzmocnią ich terapeutyczne właściwości.

Badacze podkreślają, że uzyskane przez nich bakterie nigdy nie wydostaną się do środowiska. W tym celu wprowadzili do komórek bakterii zmianę, która uniemożliwia im namnażanie się w środowisku naturalnym. Chcą w ten sposób uniknąć powstania mutantów nowego szczepu E. coli, co mogłoby mieć trudne do przewidzenia konsekwencje.

Bądź pierwszy, który skomentuje ten wpis

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany.


*