研究實(shí)現(xiàn)正交氨酰-tRNA合成酶與tRNA對(duì)的快速發(fā)現(xiàn)和進(jìn)化

作者：小柯機(jī)器人 發(fā)布時(shí)間：2020/4/19 23:11:48

英國劍橋大學(xué)Jason W. Chin研究組實(shí)現(xiàn)對(duì)正交氨酰-tRNA合成酶與tRNA對(duì)的快速發(fā)現(xiàn)和進(jìn)化。這一研究成果于2020年4月13日在線發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊《自然—生物技術(shù)》上。

據(jù)研究人員介紹，通過擴(kuò)增細(xì)胞的遺傳密碼來把非經(jīng)典的氨基酸整合到蛋白質(zhì)中存在一個(gè)關(guān)鍵的難點(diǎn)，即發(fā)現(xiàn)更多的氨酰-tRNA合成酶（aaRS）與tRNA對(duì)（在氨?；禺愋陨鲜钦坏模?/p>

研究人員從數(shù)百萬個(gè)序列中計(jì)算候選正交tRNA，并開發(fā)出一種快速、可擴(kuò)展的方法，被稱為tRNA延伸（tREX），其可確定tRNA的體內(nèi)氨?；癄顟B(tài)。使用tREX，研究人員在大腸桿菌中測(cè)試了243個(gè)候選tRNA，并鑒定了71個(gè)正交tRNA，涵蓋16種同型受體和23個(gè)功能性正交tRNA同源aaRS對(duì)。

他們發(fā)現(xiàn)五個(gè)正交對(duì)，包括三個(gè)高度活躍的琥珀色抑制劑，并進(jìn)化出兩個(gè)新的氨基酸底物特異性。

最后，研究人員使用tREX來表征了64種正交合成酶-正交tRNA特異性的矩陣。這項(xiàng)工作擴(kuò)大了可用于遺傳密碼擴(kuò)展的正交對(duì)的數(shù)量，并為發(fā)現(xiàn)其他正交對(duì)提供了一種方案，也為編碼非經(jīng)典生物高分子的細(xì)胞合成提供了基礎(chǔ)。

附：英文原文

Title: Rapid discovery and evolution of orthogonal aminoacyl-tRNA synthetase–tRNA pairs

Author: Daniele Cervettini, Shan Tang, Stephen D. Fried, Julian C. W. Willis, Louise F. H. Funke, Lucy J. Colwell, Jason W. Chin

Issue&Volume: 2020-04-13

Abstract: A central challenge in expanding the genetic code of cells to incorporate noncanonical amino acids into proteins is the scalable discovery of aminoacyl-tRNA synthetase (aaRS)–tRNA pairs that are orthogonal in their aminoacylation specificity. Here we computationally identify candidate orthogonal tRNAs from millions of sequences and develop a rapid, scalable approach—named tRNA Extension (tREX)—to determine the in vivo aminoacylation status of tRNAs. Using tREX, we test 243 candidate tRNAs in Escherichia coli and identify 71 orthogonal tRNAs, covering 16 isoacceptor classes, and 23 functional orthogonal tRNA–cognate aaRS pairs. We discover five orthogonal pairs, including three highly active amber suppressors, and evolve new amino acid substrate specificities for two pairs. Finally, we use tREX to characterize a matrix of 64 orthogonal synthetase–orthogonal tRNA specificities. This work expands the number of orthogonal pairs available for genetic code expansion and provides a pipeline for the discovery of additional orthogonal pairs and a foundation for encoding the cellular synthesis of noncanonical biopolymers.

DOI: 10.1038/s41587-020-0479-2

Source: https://www.nature.com/articles/s41587-020-0479-2

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網(wǎng)址: 研究實(shí)現(xiàn)正交氨酰 http://www.u1s5d6.cn/newsview1551138.html