2020年8月12日Cell Press旗下综合化学期刊Chem报道，美国赖斯大学的化学家韩晓团队成功地扩展了大肠杆菌的遗传密码，生产出一种全新的合成部件，即“非标准氨基酸”，该物质可以作为氧化应激的活泼程度的指标，该技术将启发生产具有多种有用功能的新型蛋白质和生物体。
该研究结合了合成化学、合成生物学和代谢工程技术，创建了一种工程改造菌株，该菌株可以合成并编码第21种非标准氨基酸——5-羟色氨酸（5HTP），它在人类细胞中作为神经递质血清素的前体，但在天然大肠杆菌中并不存在。具体说来，研究人员首先为5HTP创建了生物正交的翻译机制。然后研究者明确并靶向了一个空白密码子（一种不产生蛋白质的DNA或RNA序列），并对其进行了基因编辑以编码5HTP。最后，通过将其他物种的酶嫁接到大肠杆菌中，它们使细菌能够产生5HTP。5HTP的产生促使细菌产生一种蛋白质，该蛋白质在生物体处于代谢压力下时会发出荧光。研究证明菌株本身可以作为活性氧物种的生命指标，而且检出阈值很低。从工程化细菌中分离出的这些含有5HTP的蛋白质可以进一步用药物或其他分子标记。
研究者表示，将这项技术应用到宿主物种中，就无需将人造构件注入生物体，因为它们可以自行合成和使用它。这使我们能够在更高的整个生物体水平上研究非标准氨基酸，进而研究活生物体的生物学或医学问题。最终通过定制的构建部件将使靶细胞（如肿瘤细胞）自己制造治疗药物。
吴晓燕 编译自https://phys.org/news/2020-08-chemists-genetic-code-coli-21st.html
原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2451929420303636?via%3Dihub
原文标题：Creation of Bacterial Cells with 5-Hydroxytryptophan as a 21st Amino Acid Building Block
