科學家將第21種氨基酸引入線蟲細胞

日期：2011-08-19 08:04:32

據英國廣播公司（BBC）近日報道，英國科學家修改了線蟲的遺傳代碼，首次將一種自然界中并不存在的氨基酸加入其體內。科學家們表示，最新技術讓生物學家能在原子層面操控生命有機體的分子，制造出自然界中并不存在的蛋白質。相關研究發表在《美國化學會志》（Journal of the American Chemical Society, JACS）上。

帶有遺傳信息的DNA（脫氧核糖核酸）片段被稱為基因，基因使生物有機體能用氨基酸構建出蛋白質分子。DNA中有4個堿基：A（腺嘌呤）、T（胸腺嘧啶)、C（胞嘧啶）、G（鳥嘌呤），每三個堿基組合成一個密碼子，密碼子決定氨基酸的屬性。生命有機體使用20種氨基酸的不同組合構建出了維持生命所需的上萬種蛋白質。

然而，在最新研究中，劍橋大學分子生物實驗室的塞巴斯蒂安·格雷斯和詹森·陳改變了一種秀麗隱桿線蟲（體長約1毫米，透明的身體內只包含1000個細胞）的基因機制，并朝其細胞中加入了自然界中并不存在的第21種氨基酸。

此前，斯克利普斯研究所的科學家曾在美國《國家科學院院刊》上撰文，描述了他們如何重新安排一個密碼子的三個堿基，使細胞用密碼子作為指令，將一種自然界中并不存在的氨基酸加進去，但他們只使用大腸桿菌進行了實驗。

最新研究則是科學家成功地在動物身上進行的這項實驗。結果表明，在線蟲細小身體的每個細胞內產生的人造蛋白包含有一個熒光染料，這種染料在紫外線的照射下會發出桃紅色的光。如果失敗，不會有這種發光現象。

盡管科學家們也表示，這還只是一個“原則證明性”研究。不過，詹森·陳認為，這項技術“有望改變生物學的面貌”，此后，科學家可對蛋白質的設計制造過程進行全程監控，讓人造氨基酸擁有特定的新屬性。該實驗室從事線蟲研究的馬里奧·迪波諾則稱：“這種方法或能應用于很多動物身上，生物學家們能使用新方法為有機體引入能被光控制的蛋白?！?/DIV>

詹森·陳謹慎地承認，他對最新研究“深感興奮”。而迪波諾則將其與科學家們對綠色熒光蛋白的研究相提并論。2008年，美國科學家下村修、馬丁·查爾菲、華裔化學家錢永健因為發現和研究綠色熒光蛋白（GFP）的貢獻而獲得諾貝爾化學獎，該蛋白現已成為當代生物科學最重要的工具。