在倫敦郊外Jason Chin的實(shí)驗(yàn)室中，一群大腸桿菌在撒有營(yíng)養(yǎng)的肉湯的塑料小盤(pán)子里快樂(lè)地吃喝、幸福地繁殖、自由地呼吸著，它們看上去很普通。但它們與地球上的其他生物有著本質(zhì)的不同。科學(xué)家們對(duì)這群大腸桿菌的基因進(jìn)行了重新編輯，獲得了有史以來(lái)最廣泛的“重新編碼”基因組。

       英國(guó)劍橋MRC分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室的Jason Chin教授與其同事重新編碼了一個(gè)大腸桿菌菌株的全部基因組，只用59個(gè)密碼子就合成出所有的必需氨基酸。該研究近日發(fā)表在《Nature》雜志上。哈佛大學(xué)生物學(xué)家George Church評(píng)價(jià)說(shuō)：“這是一個(gè)重大的里程碑。”

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      就像是平時(shí)在全文里把特定詞組替換成同義詞一樣，生物體基因組的重新編碼也是如此。鑒于生物基因組中擁有龐大的堿基對(duì)，為了實(shí)現(xiàn)高效替換，科學(xué)家們采用了一種巧妙的拆解和替換方法。
      他們先把大腸桿菌分解為長(zhǎng)度10kb左右的小片段。接著找出基因組開(kāi)放閱讀框中的TAG密碼子，全部替換為同樣表達(dá)終止的TAA（一般而言TAA、TAG和TGA都代表終止信號(hào)）。在編碼必需氨基酸時(shí)，用AGC替換了每一個(gè)編碼絲氨酸密碼子TCG，用AGT替換了每一個(gè)TCA (同樣編碼絲氨酸)。
    Chin把改編過(guò)的大腸桿菌稱(chēng)為“Syn61”，因?yàn)檫@些細(xì)菌中的三個(gè)目標(biāo)密碼子全部被同義密碼子取代僅，使用了61個(gè)密碼子。倫敦帝國(guó)理工學(xué)院合成生物學(xué)專(zhuān)家Tom Ellis在審閱完這篇論文說(shuō)：“他們創(chuàng)造了一種不使用自然界其他三種密碼子的菌株。在未用到全部生物模塊的情況下，生命依舊存在。”
     值得注意的是，重新編碼的基因組可能不受病毒影響。正如George Church所說(shuō)，Syn61可能不受病毒影響。從制藥到食品，每年因病毒感染而造成的工業(yè)損失達(dá)到數(shù)百萬(wàn)美元，重新編碼細(xì)菌基因組則有望大大降低這一損失。