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首个人工核糖体设计出炉

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美国伊利诺伊大学芝加哥分校和西北大学的研究人员设计出一种人工核糖体,它们可以像自然核糖体一样在细胞内部产生蛋白质和酶。该方法可用于生产新型药物和下一代生物材料,进而帮助科学家更好地理解核糖体的功能。


当细胞产生蛋白质的时候,从DNA复制出mRNA(信使核糖核酸)。核糖体的两个亚基(由RNA和蛋白质构成)一个较大、一个较小,它们与mRNA共同作用,构成转录过程中组装蛋白质的一种功能单位。一旦蛋白质分子完成,核糖体的两个亚基自动分道扬镳。


研究人员对于核糖体亚基在每一个蛋白周期中都会分开又合并的情况感到很沮丧,因此他们设计出将两个亚基永远链接在一起的方案。在发表于最近一期《自然》杂志中的研究论文中,研究人员描述了被称为“Ribo-T”的人工核糖体的设计和属性,并重点强调了它的两个亚基最终不会被分开。


据物理学家组织网报道,在实验室中对这种人工核糖体进行操控,可以让它们做一些自然核糖体做不到的事情——生产具有独特功能的聚合物以深入探索核糖体功能,或许某天还能生成非生物聚合物。


令人惊喜的是,人工核糖体不仅可以在细胞中形成天然核糖体具有的功能,在缺乏核糖体的细胞中,它也能支持生命的生长,比如它可以在缺乏天然核糖体的细菌细胞中产生足够的蛋白质,进而保证了细菌继续存活。


这一事实推翻了此前科学界认为的“核糖体两个亚基的分开是由蛋白质合成驱动”的观点。


研究人员认为,新的人工核糖体制造方法为合成生物学和生物分子工程提供了良好的发展机遇,这种探索核糖体功能的工具绝对是全新而又让人兴奋的。


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