엔지니어들은 비천연 아미노산을 합성할 수 있는 박테리아를 만들었습니다.

이번 연구에서 연구자들은 20가지 표준 아미노산 중 하나도 아니고 자연계에서 관찰된 바도 없는 비표준 아미노산인 파라-니트로-L-페닐알라닌(pN-Phe)에 집중했다. pN-Phe는 면역 체계가 일반적으로 반응하지 않는 단백질에 대한 반응을 일으키도록 돕기 위해 다른 연구 그룹에서 사용되었습니다.

“니트로 화학 기능 그룹은 귀중한 특성을 가지고 있으며 신진 대사를 재구성하려는 사람들에 의해 충분히 탐구되지 않았습니다.”라고 Kunjapur는 말했습니다. “pN-Phe는 또한 문헌에서 좋은 역사를 가지고 있습니다. pN-Phe는 마우스의 단백질에 추가될 수 있고, 마우스로 다시 전달될 수 있으며, 면역 체계는 더 이상 해당 단백질의 원래 버전을 허용하지 않습니다. 면역 체계가 붙잡기 위해 고군분투하는 악성 단백질로 인해 발생하는 질병의 치료 또는 예방.”

유전자 코드 확장 방법을 통해 연구자들은 DNA에 의해 암호화된 사용 가능한 아미노산의 “알파벳”을 증가시킬 수 있었습니다. 대사 공학 기술과 유전자 코드 확장을 결합함으로써 연구자들은 질화 단백질을 자율적으로 생산하는 시스템을 만들 수 있었습니다.

Kunjapur는 “니트로 작용기 화학 때문에 우리가 이 프로젝트의 목표로 선택한 아미노산은 전통적이지 않았으며 우리 분야의 많은 과학자들은 생합성을 사용하여 만들 수 있다고 예상하지 못했을 것”이라고 말했습니다.

이 연구의 다음 단계는 더 많은 양의 질화 단백질을 합성하는 방법을 최적화하고 이 작업을 다른 미생물로 확장하는 것입니다. 장기 목표는 Kunjapur의 2021 AIChE Langer Prize 및 2022 National Institutes of Health Director’s New Innovator Award에서 지원하는 백신 또는 면역 요법과 관련된 응용 프로그램을 위해 이 플랫폼을 더욱 개선하는 것입니다. 이 장기 목표를 더욱 지원하기 위해 Kunjapur와 이 논문의 제1저자이자 박사 과정 후보인 Neil Butler는 Nitro Biosciences를 공동 설립했습니다.

버틀러는 “박테리아의 중추 대사, 다양한 화합물 생산 능력, 약간의 수정으로 화학적 레퍼토리를 확장할 수 있다는 점에서 그 의미가 흥미롭다고 생각한다”고 말했다. “니트로 기능은 생물학에서 드물고 표준 20개 아미노산에는 없지만, 우리는 박테리아 대사가 이 기능을 생성하고 통합하기 위해 재배선될 수 있을 만큼 충분히 유연하다는 것을 보여주었습니다.”

Kunjapur는 “박테리아는 잠재적으로 유용한 약물 전달 수단입니다. 우리는 박테리아가 신체 내에서 표적 항원을 생성하는 능력을 활용하고 동시에 이러한 항원에 빛을 비추는 질화 능력을 활용할 수 있는 도구를 만들었다고 생각합니다. .”

공동 저자의 전체 목록에는 University of Delaware의 Neil Butler, Sabyasachi Sen, Lucas Brown, Minwei Lin 및 Aditya Kunjapur가 포함됩니다. 이 연구는 국립과학재단(CBET 2032243)의 보조금으로 지원되었습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2023/05/230523185024.htm