突破：非天然氨基酸首次引入真核细胞

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[生物通讯]当年，亨利福特将一个独特设计引入汽车市场使其可以大量生产"Tin Lizzie"小汽车，从而为个人运输业带来了一场革命。

现在，加州SkaggsScripps研究所（The Scripps Research Institute ，TSRI)和Skaggs化学生物学研究所的研究人员也为酵母等真核生物的遗传密码带来了一场革命：他们将非天然氨基酸的遗传密码引入细胞，使细胞工厂可以大量生产这些非天然氨基酸。

这项研究由TSRI的化学部主任Peter G. Schultz教授领导，研究结果发表在最新一期的《科学》杂志上。文章介绍了一种将非天然氨基酸引入啤酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）的遗传密码中的方法。

研究人员在文中描述了他们是如何将5个非天然氨基酸整合到细胞核有明显核膜包被的“真核生物”酵母中的。这个研究小组在早先的研究中已成功将非天然氨基酸整合到“原核生物”细菌的细胞中，原核生物没有真正的细胞核。通过证明增加非天然氨基酸遗传密码到酵母遗传密码中是可能的，TSRI的研究小组为将这一技术应用于其它真核细胞，－－甚至多细胞生物中打下了基础。

“酵母是通往哺乳动物细胞的门户。”Schultz说。“我们已经打开了这扇通往更高级生物的大门。”

“将这些非天然氨基酸引入真核细胞的能力为研究和控制细胞内的生物过程提供了一条途径，现代生物物理和细胞生物学的很多问题都是以这些生物过程为基础的，如信号转导、细胞内蛋白质运输，蛋白质折叠和蛋白质互作等。

“用非天然氨基酸合成蛋白的能力是难以想象的强大工具。”Schultz说。“我们已经能够插入大量氨基酸，这些氨基酸在化学和生物学中有着各种各样的用途。”

几年前，科学家就已在实验室创造出由非天然氨基酸构成的蛋白质，但直到现在，才找到让这些非天然氨基酸进入生物体的遗传密码的方法。

Schultz和他的同事引入的5种氨基酸包括一种可用作光交联反应剂（photocrosslinker）的“二苯甲酮”氨基酸；一种已知为光交联反应剂的叠氮化物；一种钩形的可让染料等其它分子附着的“酮”氨基酸；一种含有一个重金属原子、用于X射线结晶术的碘化合物；以及O-methyl-tyrosin，其衍生物可用于核磁共振研究。

“这些工具将赋予我们对真核细胞的蛋白质结构和功能史无前例的控制能力。”研究的第一作者、Jason Chin博士表示。“对细胞蛋白的控制力越强，所能得到的蛋白在天然环境中的作用的信息就越多。”（生物通编译）

参考文献："An Expanded Eukaryotic Genetic Code" ， Jason W. Chin, T. Ashton Cropp, J. Christopher Anderson, Mridul Mukherji, Zhiwen Zhang,  Peter G. Schultz ； August 15, 2003  Science.