コロラド対ジョージア工科大学
- バイオテクノロジーと生物工学。細菌;バイオテクノロジー;遺伝学;遺伝子組み換え;生化学研究;細胞生物学;生物学
- September 5, 2026
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生命は DNA の 4 文字を使用します。科学者がやったのはたったの8件だけ
地球上のすべての既知の生命は、同じ 4 文字の遺伝的アルファベットに依存しています。カリフォルニア大学サンディエゴ校の研究者らは、生物学において最も重要な酵素の1つが、8つの遺伝文字を含むはるかに大きなコピーを正確に読み取り、転写できることを示した。 この発見は、細胞が既存の分子機構を利用して合成遺伝情報を処理できることを示唆している。これは、自然界に見られる 4 文字の DNA 言語を拡張するという合成生物学の長期目標に向けた重要な一歩を示しています。将来的には、このようなシステムは、自然には存在しない新しい機能や化合物を実行する生物学的機械を科学者が構築するのに役立つ可能性があります。 細胞は 8 文字の遺伝的アルファベットをどのように読み取るか 研究者らは、遺伝子発現の最初のステップであるDNAを読み取ってRNAを生成する酵素、RNAポリメラーゼに焦点を当てた。酵素が合成遺伝情報をどのように操作するかを確認するために、研究チームは生化学実験と、原子の幅よりも小さいスケールで構造を明らかにできる高解像度クライオ電子顕微鏡を組み合わせた。 研究者らは、細菌である大腸菌（E. coli）のRNAポリメラーゼが2つの合成塩基対を認識して取り込む際の、RNAポリメラーゼの詳細な構造図を入手した。これらの人工遺伝文字は自然界には存在しません。 画像は、RNAポリメラーゼが、天然の塩基対を認識する際に依存するのと同じ生化学的および構造的シグナルの多くを使用して、合成DNA文字を認識することを示した。この発見は、酵素が拡張された遺伝的アルファベットを使用して正確な情報をコピーできる理由を説明するのに役立ちます。 関連する研究では、 PNAS同じ研究グループは、RNAポリメラーゼは、通常はDNA塩基対を結合する水素結合を欠いているにもかかわらず、他の合成塩基対も認識できることを発見した。 合成 DNA は新しい技術を可能にする 潜在的な応用は、DNA がどのように機能するかを理解するだけにとどまりません。これまでの研究では、拡張遺伝アルファベットを使用して肝臓がん細胞を認識できる合成 DNA 分子を作成していました。 この新しい研究は、RNA ポリメラーゼが DNA の不自然な文字をどのように読み取って転写するかを分子詳細に示すことで、膨大な遺伝コードを中心に構築される技術の重要な基盤を提供します。潜在的な応用には、新しい診断ツール、治療法、自然には発生しない機能を備えた人工生物学的システムが含まれます。 拡張された遺伝暗号を調査する 2…
