code blocks中文版

自1961年以来，尼伦伯格在科学家的引领下，在无细胞系统环境下成功实现了RNA体外翻译，并由此破译了首个密码子。这一重大突破为科学家们后续共同破译64位密码子表奠定了基础。这张通用的密码子表包含61个有义密码子，它们编码20种氨基酸。不同的氨基酸最多可有6个密码子进行编码。若此机制不再通用，细胞是否就能免受外源DNA的攻击呢？这成为了科学家们探索的新课题。

近期，Jason W. Chin团队在Nature杂志上发表了一篇重要文章。他们对E.coli MDS42基因组进行了重新合成，将原来编码丝氨酸Ser的六个同义密码子压缩成四个，并将三个终止密码子中的TAG改为TAA，得到了名为Syn61的菌株。这一改造使编码20种氨基酸的密码子从原本的61个减少到59个。相较于野生型MDS42，Syn61的体型略长，在LB培养基中的生长速度慢了约1.6倍。尽管增加了与之对应的tRNA编码基因serV的拷贝，但对Syn61的生长几乎没有提升。这表明原本SerV编码的tRNA已经能够应对增加的工作量。

随着Syn61中的密码子被压缩，对应的tRNA编码基因似乎也变得多余或冗余。于是，Chin团队进一步在Syn61基础上删除了两个多余的tRNA编码基因以及识别被删除的终止密码子TAG的释放因子RF1基因，得到了名为Syn613的菌株。这一基因改造使得Syn613具有更强的抗噬菌体感染的能力。

早期的研究表明，E.coli缺失RF1可以阻止部分噬菌体的侵染，但仍有很多噬菌体无法被阻止。在Syn613菌株中，由于基因组缺少了三个密码子，因此可以设置三种正交tRNA。作者通过将编码泛素的第11位密码子突变为三种密码子之一，并导入表达对应的正交MmPylRS/MmtRNAPyl质粒，成功在泛素蛋白中引入了非天然氨基酸Pyl。当只有一对正交tRNA/tRNARS时，仅能引入一种非天然氨基酸。但在Syn613中，可以设置三个正交对，从而合成异寡聚体，甚至形成一个人工环状结构。这一技术现已成为Chin努力推进的方向，他希望将细胞转化为生产各种聚合物（如塑料）的工厂。这一目标的实现已经开始获得商业化支持，Chin于2022年创办了Constructive Bio公司，致力于推动这一前沿技术的发展。

生物体之间基因的水平转移是进化的重要驱动力。Chin团队通过重构基因密码，使得双向的基因隔离成为可能。在Syn613中重新引入特定的tRNA，这些不再编码原始的氨基酸，而是重新编码其他几种氨基酸。这种密码子的重分配可以限制移动基因元件（MGE）中的基因转移。另一组由George Church领导的研究团队也采用了类似的“基因防火墙”方法，这一研究成果已在Nature杂志上发表。这种正交编码锁定的方法可以有效阻止基因转移。

这一系列的科研成果为基因编码、基因转移和细胞工程等领域带来了新的启示和可能性。随着技术的不断进步，人们有望在未来利用细胞生产各种从新到材料等各种聚合物，为人类的健康和科技进步做出更大的贡献。