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科学家如何重新设计DNA代码

2018-12-24 11:43:10 • 来源：

科学家正在努力创造使用定制DNA操作的酵母。他们长期以来能够对生物体的DNA进行特定的改变。现在，他们正在进入更激进的步骤，从头开始构建重新设计的版本。他们的工作是大胆和有争议的追求的一部分，旨在创建定制的DNA代码插入活细胞，以改变其功能，甚至提供疾病治疗。它有朝一日也有助于科学家们创造出创造全新生物的深刻而不安的能力。

科学家如何重新设计DNA代码

遗传密码就像一本用四个字母的字母写成的书：A，C，G和T.与这些字母对应的化学构建块在DNA分子中排列，如链中的链接; 基因由这些构件的特定序列组成。这些序列告诉酵母细胞如何构建特定的蛋白质。

酵母的完整DNA代码，称为其基因组，包含大约1200万个字母。一个国际科学团队旨在添加，删除或更改大约一百万个DNA信件。

酵母DNA分布在16个称为染色体的大块中，这些染色体被分配到团队的实验室中进行处理。

那么你如何重新设计和构建染色体呢?我们问纽约大学研究员Leslie Mitchell。她创建了一个240,000字母的合成酵母染色体，从她在巴尔的摩的约翰霍普金斯大学开始。

这是食谱：

1.在计算机上，从染色体上字母的天然DNA序列开始。

2.告诉计算机进行特定更改，例如：

- 每当它在基因末尾看到字母系列TAG时，将其更改为TAA。两种三联体都向酵母生产蛋白质的机器传递相同的信息，因此这种变化不会影响酵母。但是TAG三联体可以在不同的地方使用，例如，使酵母从自然界中没有的构建块中产生蛋白质。

- 从正常位置删除一类称为'tRNA基因'的基因，它们可以在酵母细胞分裂之前损害基因组重复的过程。这些基因将被重新安置到他们自己的新染色体上，在那里他们可以完成工作而不会造成麻烦。

- 插入一些DNA代码，让研究人员重新排列染色体上基因的顺序，就像洗牌一样。通过这种方式，科学家们可以尝试进行许多不同的改组，看看哪种酵母能够最好地生长，或者以其他方式表现最佳。

3.完成更改后，将重新设计的代码分解为每个约10,000个字母的长度，并让公司创建反映每个段的DNA块。这种尺寸的块可以在实验室中轻松操作。

4.在试管中，使用化学反应将三到六个这些块粘合在一起形成“巨型块”。

5.取普通酵母，用这个30,000-60,000 字母的巨型酒桶代替相应的天然DNA片段。酵母会在没有太多哄骗的情况下做到这一点。

6.如果酵母没有正常生长，请在megachunk中识别并解决问题。这称为调试。如果没关系，请添加下一个超级巨蛋。

7.重复步骤4-6，直到整个染色体被大块的合成DNA替换。

米切尔说她花了几个月的时间来建立她的染色体，但需要更长的时间来调试。“ 代码中最细微的变化会对增长产生巨大影响，”她说。“我们正在从头开始学习关于细胞如何运作的新规则。”

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