Ученые впервые перепрограммировали геном

Биологи из Йельского университета совершили прорыв в синтетической биологии, создав новый генетически перепрограммированный организм, названный «Ochre». Эта разработка открывает путь к производству белков с искусственно созданными аминокислотами, что может привести к появлению инновационных медицинских и промышленных биоматериалов. Работа опубликована в журнале Nature.

Исследователи смогли полностью переписать генетический код бактерии E. coli, убрав из него избыточные кодоны — трехбуквенные комбинации нуклеотидов в ДНК или РНК, которые кодируют аминокислоты для сборки белков.

Обычно в генетическом коде три кодона (TAG, TGA, TAA) служат «стоп-сигналами», завершающими процесс сборки белка. В новом организме ученые объединили все три стоп-кодона в один, «освободив» два из них для программирования новых аминокислот.

Это позволило встраивать в белки неестественные аминокислоты с уникальными свойствами: синтетические биопрепараты с уменьшенной иммунной реакцией организма, программируемые белковые лекарства с более длительным сроком действия и биоматериалы с улучшенной электропроводностью. Такой уровень редактирования генома — беспрецедентен. По словам профессора Джесси Райнхарта, работа включала более тысячу точных мутаций и представляет собой инженерное достижение на порядок сложнее предыдущих экспериментов.

Кроме того, исследование открывает возможности для создания «умных» белков, которые можно программировать для выполнения различных биологических функций. Это может привести к появлению новых методов лечения, материалов и даже промышленного биосинтеза.

Технология уже лицензирована стартапом Pearl Bio, который занимается коммерциализацией программируемых биопрепаратов. По мнению профессора Фаррена Айзекса, этот прорыв не только расширяет границы синтетической биологии, но и открывает новую эру «программируемых» биоматериалов и лекарств будущего.