Robotizuota platforma vienu metu vykdo du genetinius kodus

Mokslininkai sukūrė būdą, kaip vienoje biologinėje sistemoje vienu metu vykdyti du atskirus genetinius kodus, apeinant vieną iš esminių sintetinės biologijos apribojimų. 2026 m. rugpjūčio 26 d. žurnale Nature paskelbtame tyrime pristatoma robotizuota platforma, galinti greitai sukurti pertvarkytų genetinių kodų prototipus nekeičiant gyvų ląstelių genomų.arstechnica+1

Beląstelė nuoroda

Standartinis genetinis kodas, kurį naudoja beveik visa gyvybė Žemėje, naudoja 64 trijų raidžių sekas, vadinamas kodonais, 20 aminorūgščių nurodyti. Net vieno kodono priskyrimo pakeitimas paprastai reikalauja pertvarkyti kiekvieną geną, kuris nuo jo priklauso, o tai yra varginantis procesas, ribojęs pažangą genetinio kodo plėtros srityje.arstechnica

Naujasis metodas išsprendžia šią problemą veikdamas visiškai už gyvų ląstelių ribų. Komanda sukūrė sistemą, vadinamą automatizuota genetine tRNA plėtra (angl. Automated Genetic tRNA Expansion, AGENTEX), kuri naudoja robotizuotas, beląsteles vertimo sistemas naujiems genetiniams kodams lygiagrečiai kurti. Dirbdami mėgintuvėlio aplinkoje, mokslininkai gali priskirti kodonus nestandartinėms aminorūgštims, kurių gamtoje nėra, netrikdydami esamos ląstelių mechanikos, nuo kurios priklauso kiekvienas organizmas.sciencenews.strategian+2

Dvigubi kodai be konfliktų

Pagrindinė pažanga yra gebėjimas vienu metu išlaikyti du skirtingus kodonų ir aminorūgščių priskyrimo rinkinius. Gyvoje ląstelėje genetinio kodo keitimas kelia riziką sugadinti tūkstančius baltymų, kurie nuo jo priklauso. Beląstelė platforma pašalina šį konfliktą, leisdama vienam kodui veikti kartu su kitu be trukdžių.arstechnica

Nors sistema dar nebuvo išbandyta gyvoje ląstelėje, o mokslininkai pripažįsta, kad tai gali sukelti komplikacijų, platforma leidžia greitai kartoti procesus, kas anksčiau buvo neįmanoma. Daugiafunkcis robotizuotas metodas gali suprojektuoti, sukurti ir išbandyti kelis kodo variantus vienu metu, taip paspartindamas atradimų tempą.aiche.confex+1

Pasekmės sintetinei biologijai

Šis darbas remiasi ilgamete laipsniška pažanga genetinio kodo inžinerijos srityje. Ankstesnės pastangos leido į bakterijų ląsteles įtraukti atskiras nestandartines aminorūgštis arba suspausti kodą pašalinant tam tikrus kodonus, tačiau kiekvienas žingsnis reikalavo kruopščių genomo modifikacijų. AGENTEX siūlo būdą patikrinti daugybę galimų kodo konfigūracijų prieš imantis brangaus jų diegimo į organizmus darbo.arstechnica

Gebėjimas efektyviai kurti naujų genetinių kodų prototipus galėtų atverti kelius kurti baltymus su gamtoje neegzistuojančiomis cheminėmis savybėmis, o tai gali būti pritaikyta vaistų kūrimui, medžiagų mokslui ir organizmų su įmontuota genetine izoliacija nuo natūralios gyvybės kūrimui.science