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(資料圖片僅供參考)

3月16日消息，美國(guó)哈佛醫(yī)學(xué)院的研究人員在遺傳工程和合成生物學(xué)方面取得了重大進(jìn)展，他們修改了一種大腸桿菌菌株，使其對(duì)自然界所有已知病毒感染免疫，同時(shí)也將細(xì)菌或其改造的基因逃逸到野外的可能性降到最低，這項(xiàng)工作有望降低在利用細(xì)菌生產(chǎn)藥物和其他有用物質(zhì)時(shí)的病毒污染風(fēng)險(xiǎn)。

該研究于2023年3月15日發(fā)表在《自然》雜志上。該研究的第一作者是哈佛醫(yī)學(xué)院遺傳學(xué)系的博士后Akos Nyerges。他說(shuō)：“我們相信我們開(kāi)發(fā)出了首個(gè)技術(shù)，可以設(shè)計(jì)出一個(gè)不能被任何已知病毒感染的生物?！?/p>

據(jù)了解，該技術(shù)的關(guān)鍵在于改變細(xì)菌中的密碼子，密碼子指示細(xì)胞如何制造蛋白質(zhì)。Nyerges和同事們發(fā)現(xiàn)，通過(guò)改變密碼子所對(duì)應(yīng)的氨基酸(蛋白質(zhì)的構(gòu)成單元)，可以使細(xì)菌產(chǎn)生錯(cuò)誤折疊、無(wú)功能的病毒蛋白質(zhì)，從而阻止病毒復(fù)制和感染更多細(xì)胞。

此外，該技術(shù)還提供了兩種安全措施。一是防止水平基因轉(zhuǎn)移，即細(xì)菌之間交換基因片段和特征(如抗生素耐藥性)的現(xiàn)象。Nyerges和同事們通過(guò)在細(xì)菌基因中進(jìn)行替換，使得所有需要亮氨酸(一種氨基酸)的位置都用TCG或TCA(兩種密碼子)代替。如果其他生物吸收了這些修改過(guò)的基因片段，它們會(huì)產(chǎn)生無(wú)用的蛋白質(zhì)，并且沒(méi)有任何進(jìn)化優(yōu)勢(shì)。“這些遺傳信息將是無(wú)意義的?！盢yerges說(shuō)。

二是使細(xì)菌依賴(lài)于一種實(shí)驗(yàn)室制造的氨基酸，這種氨基酸在自然界不存在。如果任何細(xì)菌逃逸出去，它們就會(huì)失去這種氨基酸而死亡。因此，“超級(jí)細(xì)菌”不會(huì)感染人類(lèi)或其他動(dòng)物。

Nyerges期待探索密碼子重編程作為一種工具，促使細(xì)菌產(chǎn)生醫(yī)學(xué)上有用的合成材料，這些材料可能需要昂貴的化學(xué)方法才能制造?！斑€有很多未知領(lǐng)域等待我們?nèi)ラ_(kāi)拓?！彼f(shuō)。