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    企業新聞

    新技術可以幫助科學家在短短一天內創造出一種基因

    關鍵詞:技術,科學家,基因

    由于采用了一種模仿身體復制自身DNA的新技術,因此很快就可能在一天內創建一個新基因。盡管該技術需要消除一些障礙,但有一天它可以讓研究人員快速重寫微生物基因,使他們能夠即時合成新的藥物和燃料。


    “這是未來,”哈佛大學的遺傳學家喬治·丘奇說道,他開創了許多技術,用于讀取和編寫合成生物學的DNA。 “這將是巨大的?!?/p>


    自20世紀70年代以來,研究人員已經能夠制造DNA。傳統方法采用DNA核苷酸 - 化學字母A,G,C和T-并將它們逐個添加到稱為寡核苷酸或寡核苷酸的生長鏈中。但是這個使用一系列有毒有機試劑的過程通常很慢且容易出錯,將寡核苷酸限制在大約200個字母 - 這是構成大多數基因的數千個字母的一小部分。


    我們的細胞使DNA不同。稱為聚合酶的多種酶讀取單鏈DNA,然后合成與其結合的互補鏈。這促使重新設計聚合酶的夢想成為新的DNA。


    幾十年來,大多數研究人員已經確定了一種稱為末端脫氧核苷酸轉移酶(TdT)的特定聚合酶,因為與其他聚合酶不同,它可以將新核苷酸連接到寡核苷酸鏈而不遵循DNA模板鏈。 Natural TdT這樣做可以為抗體編寫數以百萬計的新基因變體,免疫系統可以從中選擇目標入侵者。但是,天然酶會隨機添加新的DNA字母,而不是像研究人員想要的那樣控制字母的精確序列。


    科學家們多年來一直嘗試使TdT一次添加一個核苷酸并停止,然后用不同的核苷酸重復該過程,Sebastian Palluk博士說。在加利福尼亞州勞倫斯伯克利國家實驗室的化學家Jay Keasling實驗室工作的學生。他們首先在DNA的四個堿基中添加化學基團,作為“停止”信號。因此,當TdT將修改后的A添加到任何長度的寡核苷酸時,將阻止添加下一個堿基。然后將oglio撈出,洗滌,并用另一種化合物處理以切斷阻斷組,準備下一次延伸。


    但是TdT對這些修飾的核苷酸不起作用。 “TdT非常挑剔,”帕盧克說。一個這樣的系統,例如添加每個修改的基礎,太慢而不實用。


    帕盧克說,他也試圖讓這種方法奏效。 “我沿著這條路走了2年,”他說。但他得與博士學位的Daniel Arlow談話。 Keasling實驗室的學生也試圖用酶來合成DNA。最終,他們采取了一種新穎的方法。它們從四個獨立堿基的四個獨立池開始,每個堿基具有與A,G,C或T連接的TdT拷貝。為了生長它們的寡核苷酸,它們從其中一個池中添加堿基。在TdT將堿基添加到寡核苷酸的末端后,它仍然被束縛,阻止酶的任何額外拷貝與寡核苷酸反應并進一步延伸。然后將現在的寡核苷酸撈出,并將系繩剪掉。游離的TdT被沖走,寡核苷酸已準備好添加下一個堿基。

    最終,這種方法應該很便宜,Keasling說,因為TdT很容易在細菌和酵母中制造。它也很快。 Palluk,Arlow,Keasling及其同事今天在Nature Biotechnology上報告說,大多數新核苷酸在10到20秒內與生長的寡核苷酸結合。目前,系繩剪斷步驟仍需要一分鐘。 Church說,新的方法還沒有準備好取消傳統的DNA合成。到目前為止,該組織已將寡核苷酸僅長10個堿基。并且仍然存在一些寫作問題,因為該方法在以所需順序編寫DNA時僅98%準確,低于傳統方法的99%準確度。 “這對于第一次演示很酷,”帕盧克說。 “但現在還沒有?!?/p>


    為了編寫長達1000個堿基的寡核苷酸,該方法可能需要99.9%的準確度。如果它到達那里,教會說它不僅可以幫助改變合成生物學編寫和測試新基因的努力,以創建一個緊湊的檔案,來自天文學調查等巨大科學項目的信息,這些項目可以被捕獲并讀出后來。


    閱讀:  2018-07-26 10:38:16  
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