2024年7月11日, 马克斯-普朗克陆地微生物研究所的研究人员在Science发表题为Integrated translation and metabolism in a partially self-synthesizing biochemical network的文章。
生物体的标志之一是其自我组织和再生能力,这需要新陈代谢和遗传网络的紧密结合。研究人员试图在体外构建一个关联的代谢和遗传网络,它能在细胞环境之外显示出这种栩栩如生的行为,并能从非生物物质中生成自己的构建模块。
研究人员利用重组元件将巴豆酰-CoA/乙基丙二酰-CoA/羟丁酰-CoA 循环代谢与无细胞蛋白质合成整合在一起。该研究的网络从二氧化碳中产生氨基酸甘氨酸,并按照 DNA 编码的指令将其整合到目标蛋白质中。通过协调约 50 种酶类,研究人员建立了一个基本的无细胞操作系统,在该系统中,基因编码输入代谢网络的程序可激活反馈回路,从而实现整个系统的自我整合和(部分)自我再生。