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研究人员创造了新的“字母”以增强DNA功能

就像字母串在一起形成单词一样,我们的DNA也通过字母串在一起编码蛋白质。遗传字母表只包含4个自然字母--A,C,G和T,它们可以生成蛋白质的蓝图,使我们的身体发挥作用。现在,来自科学,技术和研究机构(A * STAR)的生物工程和纳米技术研究所(IBN)的研究人员创造了一种DNA技术,其中包含两种新的遗传信件,可以更好地检测登革热和寨卡病等传染病。

研究人员创造了新的“字母”以增强DNA功能

遗传字母表扩展技术是将人工碱基对引入DNA。现有的四个遗传字母在AT和GC的碱基对中天然结合在一起。这些特定的碱基对形成在DNA复制中是必不可少的,其发生在所有生物体中。它是复制DNA分子以产生两个相同分子的过程。

“遗传字母表的扩展是一项重大的科学成就。它揭示了DNA的自然复制机制,这将有助于我们设计独特的DNA分子和技术。例如,我们的技术可用于创建新的诊断和治疗剂优越的疗效,“IBN执行董事Jackie Y. Ying教授说。

2009年,IBN团队负责人兼首席研究科学家Ichiro Hirao博士和IBN高级研究科学家Michiko Kimoto博士创建了两个新的遗传信件--Ds和Px,它们相互结合,形成一个可作为第三个DNA的人工碱基对碱基对。然而,新碱基对的分子结构在最近与德国康斯坦茨大学的Andrea Marx教授就其新碱基对的结构分析进行合作之前从未确定过。

利用X射线晶体学,研究人员通过分析晶体的X射线衍射,在DNA复制过程中发现了Ds-Px碱基对的三维分子结构。他们发现新的人工碱基对的结构与天然碱基对非常相似。

Hirao博士说:“我们新的DNA碱基对设计的灵感来自拼图,其中互补的形状配合在一起形成特定的配对。然而,我们的概念直到现在才是假设。我们不知道实际DNA复制过程中我们的Ds-Px对的分子结构,直到我们与康斯坦茨大学的合作者最近的研究。他们证实我们正在朝着正确的方向前进,这将使我们能够创造出能够增强DNA自然功能的生物成分。

使用这种遗传字母表扩展技术,IBN正在开发DNA适体,它是修饰的DNA分子,可以与体内的分子靶标结合。该团队计划在未来两年内使用这些DNA适配体启动检测试剂盒,以检测登革热和寨卡病等传染病。

这一发现最近发表在2017年9月的期刊Angewandte Chemie International Edition上作为封面故事。

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