http://korrespondent.net/tech/science/1047474

Ученые научились изменять работу клеток живых организмов при помощи ДНК и могут теперь программировать синтез белков в этих клетках с более чем 200 искусственными аминокислотами, не встречающимися в природе.
Это позволит получать белковые молекулы с заданными полезными свойствами для человека или для самих организмов, сообщается в статье исследователей, опубликованной на сайте журнала Nature.

Внедрение искусственных аминокислот в структуру белков было осуществимо и ранее, однако до сих пор естественные ограничения природного генетического кода не позволяли ученым внедрять в белки более одной аминокислоты.

Группа ученых во главе с Джейсоном Чином из Кембриджского университета впервые показала возможность внедрения в природные белковые молекулы более одной аминокислоты в строго определенной позиции.

Для этого ученые заставили органеллы клетки бактерий Escherichia coli, отвечающие за синтез белков, по новому "прочитывать" генетический код ДНК, а именно: распознавать нуклеотиды ДНК - единичные "буквы" генетического кода - в группах по четыре, а не по три, как это происходит во всех живых организмах.

Исследователи: Наша работа - это начало использования совершенно нового искусственного генетического кода, параллельно существующему природному
Всего в природе существует четыре "буквы" ДНК: аденин, гуанин, тимин и цитозин, которые считываются рибосомами, органеллами, отвечающими за синтез белков в группах по три буквы. Каждое сочетание трех "букв", называемое кодоном, отвечает какой-либо одной аминокислоте или означает конец процесса синтеза белка. Всего существует 64 таких кодона, которые природа сумела приспособить для синтеза белков из 22 различных аминокислот.

Группа Чина, "научив" рибосомы клеток E.coli считывать "буквы" в кодонах, состоящих из четырех "букв", создала таким образом дополнительно 256 комбинаций нуклеотидов, не отвечающих каким-либо природным аминокислотам. Эти новые кодоны могут быть искусственно поставлены в соответствие синтетическим аминокислотам, не встречающимся в природе и обладающими уникальными свойствами. Встраивание кодонов в существующие природные белковые молекулы позволит наделить их новыми полезными свойствами.

"Наша работа - это начало использования совершенно нового искусственного генетического кода, параллельно существующему природному", - сказал Чин в интервью New Scientist.

Команда Чина с помощью своей разработки сумела встроить две искусственные аминокислоты в белки E.coli. Как показали исследователи в своей работе, встроенные искусственные аминокислоты оказались способны взаимодействовать между собой, уже будучи внедренными в структуру белковой молекулы. Подобные связи между аминокислотами в белках многочисленны: они позволяют им удерживать свою трехмерную структуру, обуславливающую их уникальные функциональные свойства.

Однако связи между природными аминокислотами, называемые дисульфидными мостиками, весьма непрочны и легко разрушаются под воздействием повышенной температуры или агрессивной химической среды.

Связи между искусственными аминокислотами Чина в белках, как оказалось намного прочнее, что может быть использовано в физиологически активных белковых молекулах, применяемых в фармацевтических препаратах. Такие молекулы могут использоваться для создания лекарств для перорального применения, поскольку они устойчивы к агрессивной среде желудка.

Синтетические белки с искусственными аминокислотами, которые синтезируются внутри клеток организмов, могут найти применение и в самих организмах, наделяя их новыми возможностями. Например, организмы, обладающие в своих клетках более устойчивыми белками, по сравнению с обычными, могут быть более устойчивыми к негативным воздействиям внешней среды.

когда можно будет получить бессмертие клеток?

всё исследуют и исследуют... а таблетки то где?!...

(3) поели все. Надо ж откуда то мысли умные брать!

(1) Это уже давно сделано. Бессмертными клетки делает фермент теломераза и они превращаются в раковые.

Ветка в тему:
OFF: Внутренняя жизнь клетки

без ссылки на исходную статью в Nature - статья просто бред или фейк от какого то бестолкового журналиста, который не представляет что такое действительно "научить рибосому считывать кодоны не по 3 а по 4 остатка" и "искусственно поставить в соответствие новые аминокислоты" - для этого еще и соответствующие тРНК придется "переучивать".

скорее всего в каких то специфичных условиях какие то единичные вставки произвели, но для этого вовсе не обязательно "разрядность кода" менять.

(6) млин, забыл посмотреть кино ... (

(7) http://www.rian.ru/science/20100215/209271079.html

(9) дословно тот же самый текст и опять без ссылки на исходную статью в Nature...

(7) http://www.nature.com/nchembio/journal/v4/n4/full/nchembio.73.html
http://www.nature.com/search/executeSearch?sp-q=coli+DNA+Jason+Chin&sp-p=all&include-collections=journals_nature,crawled_content&exclude-collections=journals_palgrave,lab_animal&pag-start=1&sp-c=25&sp-m=0&sp-s=date_descending

(3) Боюсь механизм там не менее сложный чем в микропроцессорах
(5) Нашли фермент или научились его удлиннять?

Жду сорта картошки, которая сама будет поедать колорадских жуков

(12) Теломераза и есть фермент, который удлиняет теломеры. За открытие защитных механизмов хромосом от концевой недорепликации с помощью теломер и теломеразы в 2009 году присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине австралийке, работающей в США, Элизабет Блэкбёрн, американке Кэрол Грейдер и её соотечественнику Джеку Шостаку.

ну вот там 2 статьи:
http://www.nature.com/nchembio/journal/v4/n4/full/nchembio.73.html
и http://www.nature.com/nprot/journal/v2/n10/full/nprot.2007.378.html
обе за 2008 год и обе немного о другом ;)
в первой пишут что нашли вариант заменять вставлять ацетиллизин в специфичных местах белка ПОСЛЕ трансляции, во второй - что научились подставлять некоторые нестандартные аминокислоты вместо одного из кодонов, но как раз "переобучив" тРНК, и никакого перевода кода с 3х "букв" на 4 НЕТ!

это на (11) - нет там такой статьи...

может быть эта "группа ученых" на какой то конференции рассказывала о своих работах, при этом поразмышляв что в теории можно "переобучить" рибосому с 3х-буквенного кода на 4х-буквенный, а журналисты как всегда все переиначили.

(5) Теломераза тут причем?

(18) Теломераза обеспечивает бессмертие клеток.

(19) я про рак

(20) В раковых клетках не действует предел Хейфлика, обусловленный как раз укорочением теломер, т.е. раковые клетки делятся бесконечно (бессмертны). Все раковые клетки, клетки HeLa производят фермент теломеразу, которая наращивает теломеры на концах ДНК хромосом. Кроме того, они отказываются покончить жизнь самоубийствам (не подчиняются сигналам апоптоза).

(21)+ Клетки HeLa — это линия клеток, которые получены из раковых клеток, взятых у пациентки по имени Генриетта Лакс (англ. Henrietta Lacks), умершей от рака в 1951 году. Линия клеток HeLa используется для исследования раковых заболеваний.

Зацените. Раковые клетки были взяты 60 лет назад и до сих пор спокойно делятся, да ещё эволюционируют.

(19) активность теломеразы в онкоклетках - понятна. Они из-за каких-то нарушений начитают делиться. Странно, если бы это было без ее участия. Вообще деление клеток у позвоночных это прерогатива соединительной ткани и тех самых стволовых клеток и как раз раковых. И по-моему еще что-то делится. И все. Хотя... давно это было. Мож чего не помню уже

(24) Я не понял твою глубокую мысль. Что сказать-то хотел?

(24) Еще делится костный мозг.

рак - это эволюция, это путь к бессмертию!

(0) Да уж... Вот чего нам не хватало - кишечных палочек, синтезирующих нанороботов из искусственных аминокислот. :)))))


>Встраивание кодонов в существующие природные белковые молекулы позволит
>наделить их новыми полезными свойствами.

Эволюция показывает, что полезные свойства закрепляются в геноме, а вредные - несут смерть своим обладателям. Что-то мне сомнительно, что выбракованные природой аминокислоты будут иметь шибко "полезные свойства". Скорее, наоборот. Кроме того, наверняка первым на вооружение будет взято... именно вооружение. Всё это сильно попахивает биологическим оружием. :(

(29) то что кодируется всего 20 аминокислот - не значит что все остальные "отбракованы" ;)

наоборот процесс идет - например самая сложная аминокислота - триптофан, появилась в коде скорее всего совсем недавно по биологическим меркам, потому что кодируется единственным триплетом и встречается довольно редко в специфических белках, а отличие от большинства более простых аминокислот которые кодирует по 4-6 триплетов и они есть практически в каждом белке.

кроме того, аминокислоты могут проходить "пост-обработку" уже после синтеза белка, специальными ферментами.

(28) Это путь к бессмертию клеток, но не бессмертию организма.

(30) Есть такая ещё 21 аминокислота - селеноцистеин. Зацените: она кодируется стоп-кодоном в определённом контексте.

Скоро будем как в матрице белое месиво есть..белок+аминокислоты...

вроде как здесь  - оригинальная статья
но просит денех
http://www.nature.com/nature/journal/v457/n7227/full/457239e.html

(24) эпителий?

(32)+ Аналогично у представителей двух доменов (архебактерий и бактерий)  стоп-кодон UAG прочитывается как 22-я аминокислота пирролизин.

хотелось бы побыстрее увидеть практическую реализацию этих открытий

(32) ну вот триптофан тоже скорее всего вместо бывшего стоп-кодона.
(34) ну тут что то ни названия, ни краткого обзора...

OFF: Открыт новый способ прочтения генетического алфавита то же
(34) оригинал видимо здесь OFF: Открыт новый способ прочтения генетического алфавита (newscientist)

(35) Когда эпителий делиться начинает это уже онкология. Половые клетки еще.