Nature技术人物：为何想象力很重要

　　

——如何结合生物学、化学和合成生物学为一蛋白添上合成氨基酸，这考究个人的想象力

生物通报道：Jason Chin在其学术生涯中首先接受的是成为一名化学家的教育，之后又是生物学家，但他表示这些都不是他特别感兴趣的。他喜欢各种不同观点结合在一起，“我认为通过与各种新的ideas接触，抛却不同学科的偏见能令我们成为更优秀的科学家，”Chin说。目前作为剑桥大学MRC分子生物实验室(MRC LMB)项目负责人，Chin成立了LMB的化学与合成生物学中心，同时他也任职于剑桥大学化学系。

“蛋白质是一种迷人的分子，”要想了解这种分子如何在细胞和有机体中行使功能并不容易，尤其是尝试将蛋白分子变化与宏观现象联系起来时。Chin与他的团队近期结合了化学、分子生物学和合成生物学技术，修改小鼠胚胎干细胞中细胞染色体上的一个组成元件，并检测了这一变化带来的影响。

了解特定染色质修饰带来的影响能帮助生物学家和生物工程师，“如果我们能操控可遗传，调控子细胞性状的染色质修饰，那么就能系统调控一个细胞的表观遗传状态，实现合成表观遗传学，”Chin说。

Chin等人将非天然氨基酸有效并保持稳定水平的加入到组蛋白上，并由此构建了稳定的细胞系。他们在组蛋白H3多位点基因编码了一种特殊的乙酰化赖氨酸，用N-ε-乙酰基-赖氨酸（N-ε-acetyl-lysine）替代了赖氨酸，这扰乱了细胞，由此研究人员比较了非天然氨基酸实验组与野生型组之间的差异。

这项工作构建出了一种细胞内部系统的平行世界：pyrrolysyl-tRNA synthetase/tRNACUA（tRNA上附加的一种酶），传递氨基酸到相应mRNA密码子位置的“交通工具”。这种新合成酶与tRNA相互作用，但与细胞内其它合成酶或tRNAs却没有交集，Chin说。合成氨基酸会被加附到正在合成的氨基酸链上（改造了终止密码子），由此形成聚合物。

仅仅通过酶对染色质的修饰会改变染色质中的氨基酸，而且也能改变许多其它蛋白，“这意味着我们无法设计了解染色质特殊位点修饰带来的变化，”Chin说。而通过这种平行且独立的路线，我们能单独改变染色质中靶标氨基酸，从而有助于了解某种修饰的作用。

Chin的同事，剑桥大学的化学家Shankar Balasubramanian认为Chin是“一个想象力丰富，性格温和的人，他能淡定的解决许多复杂而且重要的挑战”，Chin在耶鲁大学获得了他的化学生物学博士学位，之后进入Scirpps研究院从事博士后研究。

原文检索：
Elsässer, S.J., Ernst, R.J., Walker, O.S. & Chin, J.W. Genetic code expansion in stable cell lines enables encoded chromatin modification. Nat. Methods 13, 158–164 (2016).