大腸桿菌的基因, 如何重新編碼？

       在倫敦郊外Jason Chin的實驗室中，一群大腸桿菌在撒有營養的肉湯的塑料小盤子里快樂地吃喝、幸福地繁殖、自由地呼吸著，它們看上去很普通。但它們與地球上的其他生物有著本質的不同?？茖W家們對這群大腸桿菌的基因進行了重新編輯，獲得了有史以來最廣泛的“重新編碼”基因組。

       英國劍橋MRC分子生物學實驗室的Jason Chin教授與其同事重新編碼了一個大腸桿菌菌株的全部基因組，只用59個密碼子就合成出所有的必需氨基酸。該研究近日發表在《Nature》雜志上。哈佛大學生物學家George Church評價說：“這是一個重大的里程碑?！?

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      就像是平時在全文里把特定詞組替換成同義詞一樣，生物體基因組的重新編碼也是如此。鑒于生物基因組中擁有龐大的堿基對，為了實現高效替換，科學家們采用了一種巧妙的拆解和替換方法。
      他們先把大腸桿菌分解為長度10kb左右的小片段。接著找出基因組開放閱讀框中的TAG密碼子，全部替換為同樣表達終止的TAA（一般而言TAA、TAG和TGA都代表終止信號）。在編碼必需氨基酸時，用AGC替換了每一個編碼絲氨酸密碼子TCG，用AGT替換了每一個TCA (同樣編碼絲氨酸)。
    Chin把改編過的大腸桿菌稱為“Syn61”，因為這些細菌中的三個目標密碼子全部被同義密碼子取代僅，使用了61個密碼子。倫敦帝國理工學院合成生物學專家Tom Ellis在審閱完這篇論文說：“他們創造了一種不使用自然界其他三種密碼子的菌株。在未用到全部生物模塊的情況下，生命依舊存在?！?br />      值得注意的是，重新編碼的基因組可能不受病毒影響。正如George Church所說，Syn61可能不受病毒影響。從制藥到食品，每年因病毒感染而造成的工業損失達到數百萬美元，重新編碼細菌基因組則有望大大降低這一損失。