Ученые переписали генетический код бактерий

4 июня 2021 года в журнале Science вышла статья об изменении генетического кода в клетках бактерий.

Ученые из Великобритании использовали кишечную палочку (Escherichia coli) для получения белков с искусственными аминокислотами. В РНК (которая переписывается с ДНК) 3 нуклеотида (триплет) кодируют одну аминокислоту белка. Практически все живые организмы строят свои белки из 20 различных аминокислот. Система перевода трехбуквенных сочетаний нуклеотидов в аминокислоты называется генетическим кодом. Он одинаков у всех организмов, от вирусов до человека. Несмотря на то, что ученые уже создали в лаборатории много различных аминокислот, заставить живой организм встроить эти искусственные аминокислоты в белок не было возможности, потому что для этих аминокислот нет соответствующего триплета в ДНК и РНК.

В новом исследовании ученые заменили значение трёх триплетов на искусственные аминокислоты: раньше два из них означали природную аминокислоту серин, а еще один останавливал синтез белка (стоп-кодон). В результате были получены бактерии, у которых аппарат синтеза белка каждый раз, когда встречает триплеты УГЦ, УЦА или УАГ в РНК, вставляет одну из искусственных аминокислот. Таким образом, ученые переписали генетический код бактерий, что позволило им создать "дизайнерские" белки с тремя новыми аминокислотами в составе. А поскольку есть десятки различных неприродных аминокислот, то эта работа открывает большие возможности для создания белков с уникальными химическими свойствами, которые могут быть использованы, например, в качестве лекарств. Кроме того, эти бактерии оказались устойчивыми к вирусам, так как заражение вирусом зависит от способности клетки-хозяина правильно понимать универсальный генетический код для синтеза белков вируса.