Замена нескольких кодонов на синонимичные защитила бактерии от вирусов
Биологи создали штамм кишечной палочки, в котором сразу несколько кодонов заменили на синонимичные, а соответствующие транспортные РНК вовсе удалили из клеток. Измененные бактерии стали устойчивы к действию бактериальных вирусов. Затем ученые внесли в геном кишечной палочки гены, кодирующие новые транспортные РНК, и бактерии стали встраивать в полипептидные последовательности неканоничные аминокислоты. В результате биологи создали новый штамм, потенциально применимый в производстве: такие бактерии не смогут пострадать от заражения вирусами, и при этом способны производить больший спектр химических соединений. Работа опубликована в Science.
В генетическом коде единица измерения – кодон, последовательность из трех нуклеотидных остатков, которые обозначают начало синтеза полипептида, включение определенной аминокислоты в последовательность или сигнализируют об остановке синтеза. В природе используется 64 кодона (триплета), и большинство аминокислот кодируются сразу несколькими из них. В процессе трансляции (синтеза полипептидной цепи) транспортные РНК, несущие на себе ту или иную аминокислоту, распознают соответствующий ей кодон в матричной РНК. Если убрать некоторые транспортные РНК из клетки, то соответствующие кодоны в ее геноме станут нечитаемыми. Ученые ранее предполагали, что таким образом можно будет создать клетку с новыми свойствами, например, с устойчивостью к вирусам (фагам). Это свойство очень понадобилось бы в биотехнологическом производстве: бактерии в биореакторах оказались бы защищены от поражения фагами. Кроме того, лишив некоторые кодоны смысла, можно придать им новый – и заставить клетки производить гетерополимеры с неканоническими аминокислотами. Однако эти гипотезы еще не тестировали экспериментально.