Nature:科学家成功构建只需61个密码子的大肠杆菌

在大自然中,生物的基因组可利用64个密码子编码蛋白质的合成,并能从多达6个同义编码子中选择1个有义密码子来编码每个氨基酸。同义密码子具有多样性特点,并可能在基因组的不同位置具有不同的作用。已有研究发现,许多同义替换是有害的,同义密码子的改变会影响mRNA的折叠,蛋白的表达和共翻译蛋白折叠。 5月16日,剑桥大学的研究人员在《自然》发表了合成生物学的研究成果。该研究团队证明,通过在基因组范围内用定义的同义密码子替换目标密码子,用于编码标准氨基酸的密码子数目可以减少。基于此,该研究团队通过高保真人工合成技术,将大肠杆菌4Mb的基因组被替换为合成基因组,该大肠杆菌变体只有61个密码子,打破了传统生命体中64个密码子编码蛋白质的认知。该文章标题为“Total synthesis of Escherichia coli with a recoded genome”。 图1. 该文章发表在《自然》 研究团队通过合成基因组构建了一种......阅读全文

关于同义密码子的基本介绍

  编码同一氨基酸的密码子称为同义密码子。  同一种氨基酸有两个或更多密码子,称为密码子的简并性。由于密码子具有简并性,一个氨基酸的密码子大多不止一个,这些密码子就为同义密码子。  同义密码子通常只在第3位碱基上不同,这样可减少有害突变。密码子第3位碱基与tRNA反密码子不严格遵从碱基配对规律(摆动

Nature:科学家成功构建只需61个密码子的大肠杆菌

  在大自然中,生物的基因组可利用64个密码子编码蛋白质的合成,并能从多达6个同义编码子中选择1个有义密码子来编码每个氨基酸。同义密码子具有多样性特点,并可能在基因组的不同位置具有不同的作用。已有研究发现,许多同义替换是有害的,同义密码子的改变会影响mRNA的折叠,蛋白的表达和共翻译蛋白折叠。  5

遗传学大牛PNAS、Nature子刊连发新成果

  George M. Church是哈佛医学院的遗传学教授、Wyss研究所的核心成员。他被誉为是个人基因组学和合成生物学的先锋。1984年,Church和Walter Gilbert发表了首个直接基因组测序方法,该文章中的一些策略现在仍应用在二代测序技术中。此外,如今的多重化分子技术和条码式标签也

遗传学大牛PNAS、Nature子刊连发新成果

  George M. Church是哈佛医学院的遗传学教授、Wyss研究所的核心成员。他被誉为是个人基因组学和合成生物学的先锋。1984年,Church和Walter Gilbert发表了首个直接基因组测序方法,该文章中的一些策略现在仍应用在二代测序技术中。此外,如今的多重化分子技术和条码式标签也

遗传发育所揭示同义密码子对mRNA水平的调控

  基因组中同义密码子的使用频率存在差异,这一现象被称为密码子使用偏好。基因表达水平与密码子使用偏好之间的正相关关系已被广泛报道。传统观点认为,对翻译速率和翻译准确性的自然选择导致了这一相关关系。然而,另一种可能的机制——密码子使用偏好对mRNA水平的调控作用却被长期忽略。  中国科学院遗传与发育生

人造大肠杆菌可实现病毒抵抗

  大肠杆菌作为一种重要的模式工业微生物,在医药、化工、农业等方面具有广泛的应用。近30年来,多种代谢工程改造的新策略和新技术,被用于设计、构建和优化大肠杆菌细胞工厂,极大地提高了生物法合成化学品的生产速率和产量。  不过,此前对于大肠杆菌的利用,仅局限在自然界中存在的物质上,无法满足人们对于化工生

遗传学大牛Science重磅成果:改写活体基因组

  遗传密码通常包含64个密码子, 但现在来自哈佛大学的研究人员和同事们设计出了只包含57个密码子的大肠杆菌基因组。在发表于8月18日《科学》(Science)杂志上的一篇论文中,该研究小组描述了这一计算机生成的基因组,并报告了在实验室中合成它的第一阶段。  论文的共同作者、哈佛大学George C

最新研究——新冠病毒装配蛋白速度可能越来越慢

  “在利用人类细胞资源合成病毒蛋白方面,新冠病毒没有朝着效率最高、机制最优的方向演化,而是呈现‘去优化’的演化趋势。”6月25日,北京大学教授陆剑在接受科技日报记者采访时介绍,这一结论来自其与中国医学科学院钱朝晖课题组的合作研究,他们对900多万条高质量新冠病毒测序序列进行了分析。  “新冠病毒和

首次用“人造积木”制造聚合物并可抵抗病毒感染的细胞

  科学家们按照在基因中编码的指令,开发了第一个可以用自然界中没有的构建块构建人造聚合物的细胞。  这项研究由英国剑桥医学研究委员会 (MRC) 分子生物学实验室的科学家领导完成,发表在Science杂志上,研究还发现合成基因组使细菌完全抵抗病毒感染。  这项研究成果建立在该团队之前的突破性工作的基

科学家彻底改写细菌基因组成功减少大肠杆菌遗传密码子

科学家继续修补大肠杆菌基因组。  本报讯 合成生物学家日前报告了迄今为止意义最为深远的一项细菌基因组重写结果。这一进展包括重新利用了大肠杆菌3.8%的碱基对。  研究人员在8月18日出版的美国《科学》杂志上发表了这一研究成果。  研究人员换下了大肠杆菌64个遗传密码子(为氨基酸指定遗传代码的序列)中

克隆基因的表达(expression-of-cloned-gene)2

在双链 DNA 分子中,只有一条链转录成 mRNA,这条链称为有意义链(sense strand),该基因的另一条链则称反意义链(antisense strand)。在含有许多基因的 DNA 双链中,每个基因的有意义链并不是在同一条 DNA 链上。也就是说,一条链上既具有某些基因的有意义链,

DNA突变按照基因功能改变分类

功能丧失突变也称失活突变,导致基因产物具有较少或完全没有功能(部分或完全失活)。当等位基因完全丧失功能(无效等位基因)时,它通常被称为无定形突变,与此类突变相关的表型通常是隐性的。功能获得性突变也称为激活突变,改变的基因产物,使其功能变强(增强激活),甚至被不同的异常功能所取代。当新等位基因被创建时

新冠病毒密码子演化规律揭示,疫苗优化成为可能

2023年6月2日,北京大学生命科学学院陆剑教授课题组与中国医学科学院病原生物学研究所钱朝晖研究员课题组合作,在Advanced Science杂志在线发表了题为“Optimization and deoptimization of codons in SARS-CoV-2 and related

外源基因在原核细胞中的表达系统

外源基因在原核细胞中表达是基因工程操作中最初取得成功的途径。1 原核生物基因表达的特点同所有的生命过程一样,外源基因在原核细胞中的表达包括两个主要过程:即 DNA转录成mRNA和 mRNA翻译成蛋白质。与真核细胞相比,原核细胞的表达有以下特点:①原核生物只有一种RNA 聚合酶(真核细胞有三种)识别原

DNA基因突变的类别

按照基因结构改变分类小规模突变小规模突变影响基因中的一个或几个核苷酸 (只影响到一个核苷酸的突变称为点突变)。小规模突变包括:插入:将一个或多个额外的核苷酸添加到DNA中。它们通常由转座因子引起,或由重复元件错误复制所致。位于基因编码区的插入可改变mRNA的剪接(剪接位点突变)或引起阅读框架的移位(

分子遗传学词汇同义突变

中文名称:同义突变外文名称:synonymous mutation原    因:基因突变定义:同义突变是DNA 片段中有时某个碱基对的突变并不改变所编码的氨基酸。其原因在于该位置的密码子 突变前后为简并密码子。如:CTA与CTG 均编码亮氨酸,若A突变为G则该变异为同义突变。

关于外显子的结果应用介绍

  结果发现68例SAD患者中有4例患者的SSCP发生泳动异常,DNA序列分析发现:这4例SAD患者的130号密码子发了CTG→ATG错义突变(388位点发生C→A突变),使氨基酸由亮氨酸变为蛋氨酸(Leu130Met);157号密码子发生了GTG→CTG错义突变(469位点发生G→C突变),使氨基

在蛋白质中加入新的非天然氨基酸,改写遗传密码!

  宇宙无垠,生命的可能无穷无尽。在神话故事中,无论是女娲造人,还是上帝创生,都是由一个高等的存在去创造出自然万物。有趣的是,随着人类对遗传进化的认知发展,科学家们也逐渐可以操控一个生物的基因组,使其表达特定基因,行使特定功能。  这些基因水平上的操作,就像是裁缝裁剪布料一样,只能改变样式,而无法从

简述密码子的基因定位功能

  密码子的使用模式在细胞核和细胞质遗传物质之间也存在差异,如核基因中的起始密码子只有ATG,而线粒体基因中的起始密码子为ATN;核基因中的终止密码子TGA在线粒体基因中用来编码色氨酸等。因此,可以通过比较密码子的使用模式,来进行真核生物核糖体在细胞内以及未知基因在基因组的定位。

密码子的应用基因定位功能

密码子的使用模式在细胞核和细胞质遗传物质之间也存在差异,如核基因中的起始密码子只有ATG,而线粒体基因中的起始密码子为ATN;核基因中的终止密码子TGA在线粒体基因中用来编码色氨酸等。因此,可以通过比较密码子的使用模式,来进行真核生物核糖体在细胞内以及未知基因在基因组的定位。

碱基突变对多肽链中氨基酸序列的影响类型

同义突变同义突变(same sense mutation):碱基置换后,虽然每个密码子变成了另一个密码子,但由于密码子的简并性,因而改变前、后密码子所编码的氨基酸不变,故实际上不会发生突变效应。例如,DNA分子模板链中GCG的第三位G被A取代,变为GCA,则mRNA中相应的密码子CGC就变为CGU,

基因测序

基因测序是一种新型基因检测技术,能够从血液或唾液中分析测定基因全序列,预测罹患多种疾病的可能性,个体的行为特征及行为合理。基因测序技术能锁定个人病变基因,提前预防和治疗。基因测序相关产品和技术已由实验室研究演变到临床使用,可以说基因测序技术,是下一个改变世界的技术

基因测序

第1代测序技术——荧光标记的Sanger法 在第一台全自动测序仪出现之前,使用最为广泛的测序方法就是 Sanger 在 20 世纪 70 年代中期发明的末端终止法测序技术。 Sanger 也因此获得 1980年的诺贝尔化学奖。 他的发明第一次为科研人员开启了深入研究生命遗传密码的大门。G1.1   

Science重要论文:揭示隐藏的遗传密码

  科学家们常常试图通过重编程细菌来生成蛋白质药物,生物燃料及更多的东西,为了让这些细菌听从指令他们一直在付出极大的努力。一个隐藏的遗传密码特征有可能让细菌遵循这一程序。这一特征控制了细菌能生成多少想要的蛋白质。来自哈佛大学Wyss生物启发工程研究所的一个研究小组将这一研究成果在线发表在9月26日的

突变按照蛋白质结构改变分类

按照蛋白质结构改变分类移码突变任何不能被3整除的插入或缺失引起的突变称为移码突变。由于密码子的三联体性质,插入或缺失破坏了阅读框或密码子的分组,从而导致与野生型完全不同的翻译  。缺失或插入发生位置在序列中越靠前,引起的蛋白质变化越明显。相反,任何可被3整除的插入或缺失引起的突变称为框内突变。同义突

Science刊登Church大作:最复杂的基因工程的壮举

  学过生物化学课的都知道遗传密码子一共有64种,但Church领导下的哈佛大学的研究人员设计了一共只有57个密码子的大肠杆菌基因组。这个合成的大肠杆菌进组可以运用和现在所有生物完全不同的蛋白编码体系,其中涉及到惊人的62,000个DNA的改变,完成的基因组将是至今为止最复杂的基因工程的壮举。  在

Nat-Genet:结核病细菌耐药往往需要多个突变

  根据新泽西州立大学一项新研究的证实:结核病耐药性不是一个全有或全无的现象。 相反,结核病致病细菌往往以分步进行的方式积累突变,虽然初始突变的影响最小,但病菌获得其他突变后会发展高层次的耐药。这项研究发表在Nature Genetics杂志上。   抗结核药物乙胺丁醇阻断病菌保护性细胞壁

科学家揭示细菌耐药新机制

近日,暨南大学生命科学技术学院生物化学与分子生物学系研究员孙雪松、教授何庆瑜团队在国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的支持下,研究揭示了细菌耐药新机制。相关成果相继发表于《细胞报告》(Cell Reports)和《危险材料杂志》(Journal of Hazardous Materials)。

基因测序简介

  测序技术迄今为止已发展了三代,测序技术有4个指标:读长、成本、准确度、通量。  成本、准确度这两项指标都很好理解,成本下降使得单个人类基因组的花费已经从2001年的1亿美元下降到了1000美元以下。准确度则是测序结果的准确程度,例如二代测序的solid可以达到99.9%,而唯一投入实用的三代测序

基因测序仪

原理编辑abi prism 310型基因分析仪采用毛细管电泳技术取代传统的聚丙烯酰胺平板电泳,应用该公司ZL的四色荧光染料标记的ddntp(标记终止物法),因此通过单引物pcr测序反应,DNA测序仪生成的pcr产物则是相差1个碱基的3''''末端为4种不同荧光染料