コピー2023.07.24そこで私たちはウイルス耐性のある生物を構築しました。?それは病気に関するものでも、直接的なものでもありません。それは未来のクリーンな工場を構築することです。大きく一歩下がって説明しましょう。タンパク質をコードしており、タンパク質が生命を動かします。DNAは人間の体のDNAとは全く異なります。DNAはA、T、G、Cの4つの塩基で構成されています。コドンとして知られるこれらの塩基のトリプレットは、タンパク質の各アミノ酸構成要素をコードします。遺伝暗号は、どのコドンがどのアミノ酸をコードするかを定義するルールブックです。アミノ酸セリンをコードします。コドンの順序は、タンパク質のアミノ酸構成要素の順序をコード化します。コドンによってコードされていることを意味します。コドンによってコードされます。同じアミノ酸をコードするトリプレットコドンは同義コドンとして定義されます。コードはほぼ普遍的です。すべての生命体とウイルスは、本質的に同じ遺伝コードを使用します。それは私たちが活用できる特性です。これが私たちがやったことです。私たちは、生命が単一のアミノ酸をコードするために複数の同義コドンを必要とするかどうかを尋ねました。つの異なるコドンが必要なのでしょうか?私たちはEの400万文字のDNAを採取しました。大腸菌、そのゲノムを発見し、ゲノム内の標的コドンを同じアミノ酸をコードする同義コドンに置き換えることにより、非常に特殊な方法でこの微生物のコードを完全に書き換えました。コドンに置き換えました。これを400万塩基のゲノム全体にわたって行うことで、E.の遺伝暗号から標的コドンを完全に削除しました。コドンの使用に圧縮しました。万文字のコードをコンピューターに取り込み、検索と置換操作を使用して、ターゲットのコドンをその同義語に置き換えました。超える変更が含まれる新しいゲノム設計が作成されました。次に私たちは、合成ゲノム設計に基づいて動作する生物を構築できるかどうかを尋ねました。片から始めて合成ゲノムを構築しました。年前であれば、この規模で行うには法外に高価であったでしょう。万塩基すべてを段階的に置き換えました。これにより、これまでに作成された中で最大の合成ゲノムが作成され、得られた細胞は生きていました。それについて考えてみましょう。私たちは遺伝コードを合理化しましたが、それでも細胞は生きていました。私たちは圧縮された遺伝コードを使って生命を創造することができます。圧縮された遺伝コードを持つ私たちの生物は、タンパク質を作るために64個のトリプレットコドンすべてを使用するわけではないので、通常、ほぼ普遍的な遺伝コードを読み取る機構の一部を細胞から取り除くことができます。ここで重要な点は、ほぼ普遍的な遺伝暗号のすべてのコドンを読み取ることができない細胞を作成したということです。ウイルスは細胞に感染します。これらは私たちの体の細胞、または大腸菌のような単細胞微生物である可能性があります。持っており、ほぼ普遍的な遺伝コードを使用して、ウイルスのコピーを作成するために必要なタンパク質をコードしています。遺伝暗号を読み取ってウイルスのコピーを作成します。これらのウイルスのコピーが他の細胞に感染し、これがウイルスの拡散方法です。内のすべてのコドンを読み取る機構がないため、ウイルスは私たちの新しい生物の中で自分自身のコピーを作ることができません。内のコードと、そのコードを読み取る宿主細胞の機構には互換性がありません。したがって、ウイルスは新しい生物内で広がらず、新しい生物はウイルスに対して耐性を持ちます。実際、私たちは新しい生物が広範囲のウイルスに耐性があることを示し、遺伝暗号の書き換えが広範なウイルス耐性生命体を作り出す道を提供することを示唆しました。私たちが開発したアプローチを他の生物にも拡張することで、農業やその他の分野で重要な用途を持つウイルス耐性のある作物や動物を作り出すことが可能になるかもしれません。私たちの進歩は、細胞を将来のクリーン工場に変えるための基盤も提供します。やって?そこで説明するために、生物がどのように遺伝暗号を読んでタンパク質を作るかというところにもう一歩戻ってみましょう。コドンの順序が、タンパク質のアミノ酸構成要素の順序をコードしていることを思い出してください。トリプレットコドンを読み取り、対応するアミノ酸配列を構築するのは、細胞の翻訳機構です。個の一般的なアミノ酸が鎖状につながっています。タンパク質は驚くべきものですが、それらはプラスチック、材料、薬物を含むポリマーとして知られる膨大な種類の分子の中のほんの一例にすぎません。ポリマー、または線状ポリマーとは、実際には、より単純な化学構成要素が鎖状につながっているあらゆる分子のことです。私たちは、他の方法では作ることができないプラスチック、材料、薬物を製造するための並進機構の可能性を解き放ち、細胞の並進機構の工学的バージョンを使用してよりクリーンかつ効率的に作製できる可能性を解き放ちたいと考えていました。種類の一般的なアミノ酸をはるかに超えています。つの理由から不可能でした。コドンはすべて天然タンパク質の作成に使用され、新しいポリマーの合成をコードするために利用できるコドンはまったくありません。第二に、天然の翻訳機構は特に天然のアミノ酸を使用しており、新しいポリマーの製造に必要な化学構成要素を単純に使用することができません。コドンすべてを使用するわけではなく、ゲノムから削除されたコドンを読み取る機構を備えていません。この細胞は、遺伝的にコードされたポリマー合成の出発点となります。追加し、これらのコドンを読み取り、新しいポリマーの新しい化学構成要素に再割り当てするように翻訳機構を操作しました。このシステムは、さまざまな合成ポリマーを製造するようにプログラムできます。コドンの順序を変更することで、結果として得られるポリマーにプログラムする化学構成ブロックの順序を変更できます。細胞に加える翻訳機構の正体を変えることによって、ポリマーを構成する化学構成要素の正体を変えることができます。全体として、私たちは合成ポリマーを製造するために確実かつ予測どおりにプログラムできる細胞工場を構築しました。私たちのアプローチを使用して、デプシペプチド大環状分子として知られる重要なクラスの薬物の分子を含む、新しい分子を作成するように細胞をプログラムすることがすでに可能になっています。いくつかの種類の生分解性プラスチックに見られる化学結合を含む完全合成ポリマーを製造するように細胞をプログラムすることもできました。細胞工場を使用して新しいポリマー分子を構築するとき、私たちは、操作された生体細胞をどのように使用してこれらのポリマーを、リサイクルして新しいコード化ポリマーに使用できる構成化学ビルディングブロックに分解するかを最初から検討する機会があります。当社は、既存のバイオリアクターと発酵槽を活用した低エネルギーの細胞プロセスを使用して、新しい遺伝子コード化されたプラスチックと材料が製造され、最終的に分解される循環型バイオエコノミーを構想しています。自然からインスピレーションを得て、生命がどうなるかを再考することで、私たちは将来の持続可能な産業を構築する機会を得ることができます。