科學(xué)家改造細菌蛋白質(zhì)合成機制

日期：2011-09-08 08:12:37

來自美國耶魯大學(xué)、New England BioLabs公司的研究人員成功完成了對細菌中蛋白質(zhì)合成機制進行遺傳學(xué)改造的研究，并將這一成果公布在《科學(xué)》（Science）雜志上，這是合成生物學(xué)研究中一項重要進展，也將為未來疾病治療提供新思路。

領(lǐng)導(dǎo)這一研究的是美國科學(xué)院院士、耶魯大學(xué)分子生物物理學(xué)和生物化學(xué)教授Dieter Söll，Söll教授從事功能基因組學(xué)及轉(zhuǎn)運RNA合成方面的研究，在Nature、Science等國際相關(guān)領(lǐng)域的頂級刊物發(fā)表了大量研究論文。Söll教授與我國著名的生物化學(xué)家王應(yīng)睞教授有過很深的友誼，目前擔(dān)任上海生物化學(xué)與細胞學(xué)研究所分子生物學(xué)國家重點實驗室學(xué)術(shù)顧問。

合成生物學(xué)，簡單而言就是以人工手段制造生物系統(tǒng)，與傳統(tǒng)生物學(xué)通過解剖生命體以研究其內(nèi)在構(gòu)造的辦法不同，合成生物學(xué)的研究方向完全是相反的，它是從最基本的要素開始一步步建立零部件。這門學(xué)科被譽為第四次科技浪潮中的弄潮兒，倍受全球各大實驗室的關(guān)注。

在這篇文章中，研究人員通過一種新方法：磷酸化作用（phosphorylation）方法，對細菌中蛋白質(zhì)合成機制進行遺傳學(xué)改造。磷酸化作用是生命體中最常見的基本生理過程，它能顯著改變蛋白的功能。通常蛋白的磷酸化作用并不直接由DNA編碼指導(dǎo)合成，而是在蛋白合成之后才開始。

而這項研究中的研究人員改變了這一情況，他們把磷酸化過程添加到大腸桿菌的遺傳密碼中，通過DNA第一時間就能指導(dǎo)蛋白磷酸化：研究人員在大腸桿菌基因序列中進行了修改，讓其表達的絲氨酸能磷酸化。

這一新技術(shù)將有助于擴大大腸桿菌的基因序列，從而科學(xué)家們能合成自然和疾病狀態(tài)的蛋白的特殊形式。而且這項研究也改變了之前科學(xué)家們無法研究蛋白質(zhì)磷酸化或者是活動狀態(tài)的情況，通過實驗?zāi)塬@得人類蛋白質(zhì)的天然磷酸化體系，這有助于科學(xué)家們更深入地了解類似蛋白活性極高的癌癥之類的疾病的機理。

研究人員表示，這種技術(shù)可以用于處理任何類型的蛋白，不過他們下一步將合成和癌癥、2型糖尿病以及高血壓相關(guān)的磷酸化蛋白。

在合成生物學(xué)研究方面，國內(nèi)近年來也獲得了不少成果，來自奧地利維也納國際對話與沖突管理組織裴蕾博士就對此進行了一些總結(jié)。