世界上第一个稳定的半合成生物被创造出来

在一项突破中，科学家创造了第一个稳定的半合成生物-单细胞细菌-可能在药物发现和其他应用中发挥重要作用。

生命的遗传密码只包含四个自然基础。这些碱基配对形成两个碱基对-DNA阶梯的梯级-它们只是被重新排列以创造我们所知的所有生命，从细菌到人类。

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在他们合成DNA碱基对的早期研究的基础上，美国斯克里普斯研究所 (TSRI) 的科学家创造了一种新细菌，该细菌使用每种生物拥有的四种天然碱基 (称为a，T，C和G)，但这在其遗传密码中也有两个合成碱基，称为X和Y。

研究人员现在表明，单细胞生物可以在合成碱基对时保持下去。TSRI教授Floyd Romesberg说: “我们已经使这种半合成生物变得更像生命。”

研究人员说，这项工作可以用来为单细胞生物创造新功能，这些生物在药物发现等方面发挥重要作用。他们早些时候表明，大肠杆菌可以在其遗传密码中包含合成碱基对。但是，他们无法在自己的代码中无限期地保留碱基对。

X和Y碱基对随着时间的推移而下降，这限制了生物体使用其DNA中拥有的其他信息的方式。Romesberg说: “如果半合成生物真的是一种生物，它必须能够稳定地保持这些信息。”

研究人员开发了单细胞生物保留人工碱基对的方法。

他们优化了一种称为核苷酸转运蛋白的工具，该工具带来了非天然碱基对在细胞膜上复制所需的材料。研究人员发现了对转运蛋白的修饰，使生物体在保持X和Y的同时更容易生长和繁殖。

然后，他们优化了先前版本的Y，创建了一种化学上不同的分子，可以在DNA复制过程中被合成DNA分子的酶更好地识别。这使得细胞更容易复制合成碱基对。

然后，研究人员使用基因编辑工具CRISpR-Cas9来设计他们的生物体，以将没有X和Y的遗传序列视为外来入侵者。掉落X和Y的细胞将被标记为破坏，从而使科学家拥有可以保留新基地的生物。

因此，他们的半合成生物在繁殖60次后能够将X和Y保留在其基因组中，这使研究人员相信它可以无限期地保持碱基对。

这项研究发表在pNAS杂志上。