如何设计细菌细胞以生产抗病毒合成聚合物

最近的一篇科学 论文讨论了利用先前报道的合成大肠杆菌来生产抗病毒合成聚合物，以用于未来的药物生产应用。

蛋白质和聚合物概述

根据定义，聚合物是由大量连接在一起的相似单元组成的任何类型的物质。例如，生物聚合物由至少 50 个称为单体的较小分子组成，这些分子用于制造称为大分子的较大聚合物。这些大分子，如碳水化合物、脂质和蛋白质，对于维持生物体内的稳态都是必不可少的。

脱氧核糖核酸 (DNA) 的遗传物质是一种生物聚合物，由四种核酸碱基组成，即鸟嘌呤 (G)、腺嘌呤 (A)、胸腺嘧啶 (T) 和胞嘧啶 (C)。这些核酸被组织成不同的密码子，这些密码子是对应于特定氨基酸的 DNA 三核苷酸序列，是蛋白质的组成部分。

总的来说，可以出现 64 种可能的核酸组合，这些密码子组合可以编码 20 种不同的氨基酸。因此，可以使用几种同义密码子选择来编码相同氨基酸的不同密码子。这些同义替换在促进自然多样性方面发挥着重要作用;然而，当替换不正确时，它们也会对生物体造成不利影响。

在 2019 年Nature研究中，英国剑桥医学研究委员会 (MRC) 分子生物学图书馆的一组科学家创造了一种大肠杆菌变体，其整个基因组是通过高保真收敛全合成过程合成的，该过程利用了四个兆碱基。

更具体地说，每个 TCG 和 TCA 密码子都被替换为 AGC 和 AGT 的同义词。此外，通常用于表示当前蛋白质翻译过程终止的 TAG 的每个“终止”密码子都被替换为其同义词 TAA。尽管基因组中没有原始的 TCG、TCA 和 TGA 密码子，合成的大肠杆菌仍然能够产生蛋白质来支持其生存和生长。

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