Ксенобиология - Википедия - Xenobiology

Не путать с Астробиология или же Ксенология.
Часть серии статей о
Синтетическая биология
Синтетические биологические схемы
Редактирование генома
Искусственные клетки
Ксенобиология
Другие темы

Ксенобиология (XB) является подполем синтетическая биология, изучение синтеза и управления биологическими устройствами и системами.[1] Название «ксенобиология» происходит от греческого слова ксеносы, что означает «чужой, чужой». Ксенобиология - это форма биологии, которая (пока) не известна науке и не встречается в природе.[2] На практике он описывает новые биологические системы и биохимии, которые отличаются от канонических. ДНК –РНК -20 аминокислота система (см. центральная догма молекулярной биологии ). Например, вместо ДНК или РНК XB исследует аналоги нуклеиновых кислот, названный ксено нуклеиновая кислота (XNA) как носители информации.[3] Он также фокусируется на расширенный генетический код[4] и включение не-протеиногенные аминокислоты в белки.[5]

Разница между ксено-, экзо- и астробиологией

«Astro» означает «звезда», а «exo» означает «снаружи». И экзо-, и астробиология занимаются поиском естественно возникшей жизни во Вселенной, в основном на других планетах околозвездная обитаемая зона. (Иногда это также называют ксенобиологией.[2]) В то время как астробиологи озабочены обнаружением и анализом жизни в других частях Вселенной, ксенобиология пытается конструировать формы жизни с другой биохимией или другой биохимией. генетический код чем на планете Земля.[2]

Цели

  • Ксенобиология может раскрыть фундаментальные знания о биологии и происхождение жизни. Чтобы лучше понять происхождение жизни, необходимо знать, почему жизнь, по-видимому, эволюционировала через ранний мир РНК до системы ДНК-РНК-белок и ее почти универсального генетического кода.[6] Было ли это эволюционной «случайностью» или были ограничения, которые исключили другие типы химии? Ожидается, что, тестируя альтернативные биохимические «первобытные супы», можно лучше понять принципы, породившие жизнь в том виде, в каком мы ее знаем.
  • Ксенобиология - это подход к развитию системы промышленного производства с новыми возможностями посредством улучшенной биополимерной инженерии и устойчивости к патогенам. Генетический код всех организмов кодирует 20 канонических аминокислот, которые используются для биосинтеза белка. В редких случаях специальные аминокислоты, такие как селеноцистеин, пирролизин или формилметионин, могут быть включены трансляционным аппаратом в белки некоторых организмов.[7] Используя дополнительные аминокислоты из более чем 700 известных биохимии, возможности белков могут быть изменены, что приведет к более эффективным каталитическим или материальным функциям. Проект Metacode, финансируемый ЕС,[8] например, нацелен на включение метатезиса (полезная каталитическая функция, пока еще не известная в живых организмах) в бактериальные клетки. Другая причина, по которой XB может улучшить производственные процессы, заключается в возможности снизить риск заражения вирусом или бактериофагом при культивировании, поскольку клетки XB больше не будут обеспечивать подходящие клетки-хозяева, делая их более устойчивыми (подход, называемый семантическим сдерживанием)
  • Ксенобиология предлагает возможность разработать «генетический брандмауэр», новую систему биосдерживания, которая может помочь укрепить и разнообразить существующие подходы к биологической изоляции.[2] Одна из проблем традиционной генной инженерии и биотехнологии - это горизонтальный перенос генов для окружающей среды и возможные риски для здоровья человека. Одна из основных идей XB - разработать альтернативные генетические коды и биохимию, чтобы горизонтальный перенос генов больше не был возможен.[9] Кроме того, альтернативная биохимия также допускает новые синтетические ауксотрофии. Идея состоит в том, чтобы создать ортогональную биологическую систему, несовместимую с естественными генетическими системами.[10]

Научный подход

В ксенобиологии цель состоит в разработке и создании биологических систем, которые отличаются от своих естественных аналогов на одном или нескольких фундаментальных уровнях. В идеале эти новички в природе были бы разными во всех возможных биохимических аспектах, демонстрируя совершенно другой генетический код.[11] Долгосрочная цель - сконструировать клетку, которая будет хранить свою генетическую информацию не в ДНК, а в альтернативном информационном полимере, состоящем из ксенонуклеиновых кислот (XNA), различных пар оснований, с использованием неканонических аминокислот и измененного генетического кода. До сих пор были сконструированы ячейки, которые включают только одну или две из этих функций.

Ксенонуклеиновые кислоты (XNA)

Основная статья: Ксено нуклеиновая кислота

Первоначально это исследование альтернативных форм ДНК было вызвано вопросом о том, как жизнь развивалась на Земле и почему РНК и ДНК были выбраны (химической) эволюцией по сравнению с другими возможными структурами нуклеиновых кислот.[12] Две гипотезы для выбора РНК и ДНК в качестве основы жизни: либо они предпочтительны в условиях жизни на Земле, либо они случайно присутствовали в химии дожизненных людей и продолжают использоваться сейчас.[13] Систематические экспериментальные исследования, направленные на диверсификацию химической структуры нуклеиновых кислот, привели к созданию совершенно новых информационных биополимеров. К настоящему времени синтезирован ряд XNA с новыми химическими основами или уходящей группой ДНК,[3][14][15][16] например: гексозонуклеиновая кислота (HNA); нуклеиновая кислота треозы (TNA),[17] гликолевая нуклеиновая кислота (GNA) циклогексенильная нуклеиновая кислота (CeNA).[18] Включение XNA в плазмиду, включающую 3 кодона HNA, было завершено уже в 2003 году.[19] Эта XNA используется in vivo (E. coli) в качестве матрицы для синтеза ДНК. Это исследование с использованием бинарной (G / T) генетической кассеты и двух оснований, не относящихся к ДНК (Hx / U), было распространено на CeNA, в то время как GNA кажется слишком чужеродным на данный момент для использования естественной биологической системы в качестве матрицы. для синтеза ДНК.[20] Расширенные основания, использующие основу естественной ДНК, аналогичным образом могут быть транслитерированы в природную ДНК, хотя и в более ограниченной степени.[21]

Помимо использования в качестве расширений цепей матричной ДНК, активность XNA была протестирована для использования в качестве генетических катализаторы. Хотя белки являются наиболее распространенными компонентами клеточного ферментативная активность, нуклеиновые кислоты также используются в клетке для катализирования реакций. Исследование 2015 года показало, что несколько различных видов XNA, в первую очередь FANA (2'-фторарабинуклеиновые кислоты), а также HNA, CeNA и ANA (арабинуклеиновые кислоты), могут использоваться для расщепления РНК во время посттранскрипционная обработка РНК действуют как ферменты XNA, отсюда и название XNAzymes. FANA XNAzymes также продемонстрировали способность лигировать субстраты ДНК, РНК и XNA.[13] Хотя исследования XNAzyme все еще являются предварительными, это исследование было шагом в направлении поиска компоненты синтетической схемы которые более эффективны, чем те, которые содержат аналоги ДНК и РНК, которые могут регулировать ДНК, РНК и свои собственные, XNA, субстраты.

Расширяя генетический алфавит

Основные статьи: Неестественная базовая пара и Расширенный генетический код

В то время как XNAs модифицировали скелеты, другие эксперименты нацелены на замену или расширение генетического алфавита ДНК неестественными парами оснований. Например, была разработана ДНК, которая имеет - вместо четырех стандартных оснований A, T, G и C - шесть оснований A, T, G, C и два новых P и Z (где Z означает 6- Амино-5-нитро3- (1'-pD-2'-дезоксирибофуранозил) -2 (1H) -пиридон, а P обозначает 2-амино-8- (1-бета-D-2'-дезоксирибофуранозил) имидазо [1 , 2-а] -1,3,5-триазин-4 (8H)).[22][23][24] В систематическом исследовании Leconte et al. проверили жизнеспособность 60 оснований-кандидатов (дающих потенциально 3600 пар оснований) для возможного включения в ДНК.[25]

В 2002 году Hirao et al. разработали неестественную пару оснований между 2-амино-8- (2-тиенил) пурином (ами) и пиридин-2-оном (у), которая функционирует in vitro в транскрипции и трансляции генетического кода для синтеза белка, содержащего нестандартную аминокислоту.[26] В 2006 году они создали 7- (2-тиенил) имидазо [4,5-b] пиридин (Ds) и пиррол-2-карбальдегид (Pa) в качестве третьей пары оснований для репликации и транскрипции,[27] а затем Ds и 4- [3- (6-аминогексанамидо) -1-пропинил] -2-нитропиррол (Px) были обнаружены как пара с высокой точностью при амплификации ПЦР.[28][29] В 2013 году они применили пару Ds-Px для создания ДНК-аптамеров с помощью in vitro селекция (SELEX) и продемонстрировала, что расширение генетического алфавита значительно увеличивает сродство ДНК-аптамеров к целевым белкам.[30]

В мае 2014 года исследователи объявили, что успешно внедрили два новых искусственных нуклеотиды в бактериальную ДНК, наряду с четырьмя встречающимися в природе нуклеотидами, и путем включения отдельных искусственных нуклеотидов в культуральную среду, смогли пройти бактерии 24 раза; они не создали мРНК или белки, способные использовать искусственные нуклеотиды.[31][32][33]

Новые полимеразы

Ни XNA, ни противоестественные базы не распознаются естественными полимеразы. Одна из основных проблем - найти или создать новые типы полимераз, которые смогут воспроизвести эти новые для природы конструкции. В одном случае модифицированный вариант ВИЧ -обратная транскриптаза было обнаружено, что он способен амплифицировать с помощью ПЦР олигонуклеотид, содержащий пару оснований третьего типа.[34][35]Pinheiro et al. (2012) продемонстрировали, что метод эволюции и дизайна полимеразы успешно привел к хранению и восстановлению генетической информации (длиной менее 100 п.н.) из шести альтернативных генетических полимеров, основанных на простых архитектурах нуклеиновых кислот, не встречающихся в природе, ксено нуклеиновые кислоты.[36]

Генетическая инженерия кода

Одна из целей ксенобиологии - переписать генетический код. Самый многообещающий подход к изменению кода - это переназначение редко используемых или даже неиспользуемых кодонов.[37]В идеальном сценарии генетический код расширяется на один кодон, таким образом освобождаясь от своей старой функции и полностью переназначая неканонической аминокислоте (ncAA) («расширение кода»). Поскольку эти методы трудоемки в реализации и могут применяться некоторые сокращения («инженерия кода»), например, в бактериях, которые ауксотрофны по определенным аминокислотам и в какой-то момент эксперимента получают изоструктурные аналоги вместо канонических аминокислот. для которых они ауксотрофны. В этой ситуации канонические аминокислотные остатки в нативных белках заменяются на ncAA. Возможно даже встраивание нескольких различных ncAA в один и тот же белок.[38] Наконец, репертуар из 20 канонических аминокислот можно не только расширить, но и сократить до 19.[39]Путем переназначения пар транспортная РНК (тРНК) / аминоацил-тРНК синтетаза может быть изменена специфичность кодона. Таким образом, клетки, наделенные такими аминоацил- [тРНК-синтетазами], способны считывать последовательности [мРНК], которые не имеют смысла для существующего механизма экспрессии генов.[40] Изменение пары кодон: тРНК-синтетазы может привести к встраиванию неканонических аминокислот в белки in vivo.[41][42]В прошлом переназначение кодонов выполнялось в основном в ограниченном масштабе. Однако в 2013 году Фаррен Айзекс и Джордж Черч из Гарвардского университета сообщили о замене всех 321 стоп-кодонов TAG, присутствующих в геноме Кишечная палочка с синонимичными кодонами TAA, тем самым демонстрируя, что массовые замены могут быть объединены в штаммы более высокого порядка без летальных эффектов.[43] После успеха этой замены кодонов в масштабе всего генома, авторы продолжили и добились перепрограммирования 13 кодонов по всему геному, непосредственно затронув 42 основных гена.[44]

Еще более радикальным изменением генетического кода является замена триплетного кодона на квадруплетный и даже пентаплетный кодон, впервые примененный Sisido в бесклеточных системах.[45] и Шульцем в бактериях.[46] Наконец, неприродные пары оснований можно использовать для введения новой аминокислоты в белки.[47]

Направленная эволюция

Цель замены ДНК на XNA также может быть достигнута другим путем, а именно путем создания среды вместо генетических модулей. Этот подход был успешно продемонстрирован Марльером и Мютцелем при создании Кишечная палочка штамм, ДНК которого состоит из стандартных нуклеотидов A, C и G, но имеет синтетический аналог тимина 5-хлороурацил вместо тимина (T) в соответствующих положениях последовательности. Затем эти клетки зависят от поступающего извне 5-хлороурацила для роста, но в остальном они выглядят и ведут себя как обычно. Кишечная палочка. Эти клетки, однако, в настоящее время еще не являются полностью ауксотрофными по отношению к Xeno-base, поскольку они все еще растут на тимине, когда он вводится в среду.[48]

Биобезопасность

Ксенобиологические системы предназначены для передачи ортогональности естественным биологическим системам. Организм (все еще гипотетический), использующий XNA,[49] различные пары оснований и полимеразы и имеют измененный генетический код, вряд ли смогут взаимодействовать с естественными формами жизни на генетическом уровне. Таким образом, эти ксенобиологические организмы представляют собой генетический анклав, который не может обмениваться информацией с естественными клетками.[50] Изменение генетического аппарата клетки приводит к семантическому сдерживанию. По аналогии с обработкой информации в ИТ, эта концепция безопасности называется «генетическим брандмауэром».[2][51] Концепция генетического брандмауэра, похоже, преодолевает ряд ограничений предыдущих систем безопасности.[52][53] Первое экспериментальное подтверждение теоретической концепции генетического брандмауэра было получено в 2013 году с созданием геномно перекодированного организма (GRO). В этом GRO все известные стоп-кодоны UAG в E.coli были заменены кодонами UAA, что позволило удалить фактор высвобождения 1 и переназначить функцию трансляции UAG. GRO продемонстрировал повышенную устойчивость к бактериофагу Т7, таким образом показывая, что альтернативные генетические коды действительно снижают генетическую совместимость.[54] Однако этот GRO по-прежнему очень похож на своего естественного «родителя» и не может рассматриваться как генетический брандмауэр. Возможность переназначения функции большого количества триплетов открывает перспективу создания штаммов, сочетающих XNA, новые пары оснований, новые генетические коды и т. Д., Которые не могут обмениваться какой-либо информацией с естественным биологическим миром. Независимо от изменений, ведущих к семантическому сдерживанию. Механизма в новых организмах, любые новые биохимические системы все еще должны пройти токсикологический скрининг. XNA, новые белки и т. Д. Могут представлять новые токсины или иметь аллергический потенциал, который необходимо оценить.[55][56]

Вопросы управления и регулирования

Ксенобиология может бросить вызов нормативно-правовой базе, поскольку в настоящее время законы и директивы касаются генетически модифицированных организмов и не упоминают напрямую химически или геномно модифицированные организмы. Принимая во внимание, что настоящие ксенобиологические организмы не появятся в ближайшие несколько лет, у политиков действительно есть время, чтобы подготовиться к предстоящим вызовам в области управления. С 2012 года следующие группы подняли эту тему как развивающуюся проблему управления: советники по политике в США,[57] четыре национальных совета по биобезопасности в Европе,[58] Европейская организация молекулярной биологии,[59] и Научный комитет Европейской комиссии по возникающим и недавно выявленным рискам для здоровья (SCENIHR) в трех заключениях (Определение,[60] методологии оценки рисков и аспекты безопасности,[61] и риски для окружающей среды и биоразнообразия, связанные с синтетической биологией и приоритетами исследований в области синтетической биологии.[62]).

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Будиса, Недилько; Кубышкин, Владимир; Шмидт, Маркус (22 апреля 2020 г.). «Ксенобиология: путешествие к параллельным формам жизни». ChemBioChem. 21 (16): 2228–2231. Дои:10.1002 / cbic.202000141. PMID  32323410.
  2. ^ а б c d е Шмидт, Маркус (9 марта 2010 г.). «Ксенобиология: новая форма жизни как высший инструмент биобезопасности». BioEssays. 32 (4): 322–31. Дои:10.1002 / bies.200900147. ЧВК  2909387. PMID  20217844.
  3. ^ а б Pinheiro, V.B .; Холлигер, П. (2012). «Мир XNA: прогресс в направлении репликации и эволюции синтетических генетических полимеров». Современное мнение в области химической биологии. 16 (3–4): 245–52. Дои:10.1016 / j.cbpa.2012.05.198. PMID  22704981.
  4. ^ Bain, J.D .; Switzer, C .; Чемберлин, Р .; Беннерт, Стивен А. (1992). «Рибосомно-опосредованное включение нестандартной аминокислоты в пептид посредством расширения генетического кода». Природа. 356 (6369): 537–39. Bibcode:1992Натура.356..537Б. Дои:10.1038 / 356537a0. PMID  1560827. S2CID  4286160.
  5. ^ Noren, C.J .; Энтони-Кэхилл, С.Дж .; Griffith, M.C .; Шульц, П. (1989). «Общий метод сайт-специфического включения неприродных аминокислот в белки». Наука. 244 (4901): 182–88. Bibcode:1989Наука ... 244..182N. Дои:10.1126 / science.2649980. PMID  2649980.
  6. ^ Пейс, Н.Р. (2001). «Универсальный характер биохимии». Proc Natl Acad Sci USA. 98 (3): 805–08. Bibcode:2001ПНАС ... 98..805П. Дои:10.1073 / пнас.98.3.805. ЧВК  33372. PMID  11158550.
  7. ^ Вильчи Б. и Будиса Н. "Естественная история и экспериментальная эволюция генетического кода". Прикладная микробиология и биотехнология, 2007. 74. С. 739–53.
  8. ^ «Метакод - Главная». Метакод. В архиве с оригинала 19 октября 2016 г.. Получено 18 октября, 2016.
  9. ^ Кубышкин, В .; Acevedo-Rocha, C.G .; Будиса, Н. (2017). «Об универсальных событиях кодирования в биогенезе белков». Биосистемы. 164: 16–25. Дои:10.1016 / j.biosystems.2017.10.004. PMID  29030023.
  10. ^ Herdewijn, P; Марльер, П. (июнь 2009 г.). «К безопасным генетически модифицированным организмам путем химической диверсификации нуклеиновых кислот». Химия и биоразнообразие. 6 (24): 791–808. Дои:10.1002 / cbdv.200900083. PMID  19554563. S2CID  8572188.
  11. ^ Кубышкин, В .; Будиса, Н. (2017). «Синтетическое отчуждение микробных организмов с помощью инженерии генного кода: почему и как?». Биотехнологический журнал. 12 (8): 1600097. Дои:10.1002 / biot.201600097. PMID  28671771.
  12. ^ Эшенмозер, А (1999). «Химическая этиология строения нуклеиновой кислоты» (PDF). Наука. 284 (5423): 2118–24. Дои:10.1126 / science.284.5423.2118. PMID  10381870.
  13. ^ а б Тейлор, Александр I; Pinheiro, Vitor B .; Смола, Мэтью Дж .; Моргунов, Алексей С .; Peak-Chew, Sew; Козенс, Кристофер; Weeks, Кевин М .; Хердевейн, Пит; Холлигер, Филипп (2015). «Катализаторы из синтетических генетических полимеров». Природа. 518 (7539): 427–30. Bibcode:2015Натура.518..427Т. Дои:10.1038 / природа13982. ЧВК  4336857. PMID  25470036.
  14. ^ Вастманс, К; Froeyen, M; Kerremans, L; и другие. (2001). «Включение обратной транскриптазы нуклеотидов 1,5-ангидрогекситола». Нуклеиновые кислоты Res. 29 (15): 3154–63. Дои:10.1093 / nar / 29.15.3154. ЧВК  55830. PMID  11470872.
  15. ^ Jang, M; и другие. (2013). «Синтетический субстрат ДНК-полимеразы, отклоняющийся от оснований, сахара и уходящей группы канонических дезоксинуклеозидтрифосфатов». Химия и биология. 20 (3): 416–23. Дои:10.1016 / j.chembiol.2013.02.010. PMID  23521798.
  16. ^ Pinheiro, V.B .; Loakes, D .; Холлигер, П. (2013). «Синтетические полимеры и их потенциал как генетический материал». BioEssays. 35 (2): 113–22. Дои:10.1002 / bies.201200135. PMID  23281109. S2CID  205475355.
  17. ^ Ichida, JK; Хорхота, А; Zou, K; и другие. (2005). «Высокоточный синтез TNA полимеразой Therminator». Исследования нуклеиновых кислот. 33 (16): 5219–25. Дои:10.1093 / нар / gki840. ЧВК  1214552. PMID  16157867.
  18. ^ Kempeneers, V; Рендеров, М; Froeyen, M; и другие. (2005). «Исследование ДНК-зависимой полимеризации циклогексенильной нуклеиновой кислоты и зависимой от циклогексенильной нуклеиновой кислоты ДНК-полимеризации». Нуклеиновые кислоты Res. 33 (12): 3828–36. Дои:10.1093 / нар / gki695. ЧВК  1175020. PMID  16027107.
  19. ^ Pochet, S .; и другие. (2003). «Репликация гекситол-олигонуклеотидов как прелюдия к распространению третьего типа нуклеиновой кислоты in vivo». Comptes Rendus Biologies. 326 (12): 1175–84. Дои:10.1016 / j.crvi.2003.10.004. PMID  14746272.
  20. ^ Пезо, Валери; Лю, Фэн Ву; Абрамов, Михаил; Фройен, Мэти; Хердевейн, Пит; Марльер, Филипп (2013). «Бинарные генетические кассеты для выбора синтеза ДНК в формате XNA in vivo». Angewandte Chemie International Edition. 52 (31): 8139–43. Дои:10.1002 / anie.201303288. PMID  23804524.
  21. ^ Krueger, AT .; и другие. (2011). «Кодирование фенотипа у бактерий с альтернативным генетическим набором». Варенье. Chem. Soc. 133 (45): 18447–51. Дои:10.1021 / ja208025e. ЧВК  3255458. PMID  21981660.
  22. ^ Sismour, A.M .; и другие. (2004). «ПЦР-амплификация ДНК, содержащей нестандартные пары оснований, вариантами обратной транскриптазы вируса иммунодефицита человека-1». Исследования нуклеиновых кислот. 32 (2): 728–35. Дои:10.1093 / нар / гх241. ЧВК  373358. PMID  14757837.
  23. ^ Ян, З .; Hutter, D .; Sheng, P .; Sismour, A.M .; Беннер, С.А. (2006). «Искусственно расширенная генетическая информационная система: новая пара оснований с альтернативным типом водородных связей». Исследования нуклеиновых кислот. 34 (21): 6095–101. Дои:10.1093 / нар / gkl633. ЧВК  1635279. PMID  17074747.
  24. ^ Ян, З .; Sismour, A.M .; Sheng, P .; Puskar, N.L .; Беннер, С.А. (2007). «Ферментативное включение третьей пары азотистых оснований». Исследования нуклеиновых кислот. 35 (13): 4238–49. Дои:10.1093 / нар / гкм395. ЧВК  1934989. PMID  17576683.
  25. ^ Leconte, A.M .; Hwang, G.T .; Matsuda, S .; Чапек, П .; Hari, Y .; Ромесберг, Ф.Э. (2008). «Открытие, характеристика и оптимизация неестественной пары оснований для расширения генетического алфавита». Варенье. Chem. Soc. 130 (7): 2336–43. Дои:10.1021 / ja078223d. ЧВК  2892755. PMID  18217762.
  26. ^ Hirao, I .; и другие. (2002). «Неестественная пара оснований для включения аналогов аминокислот в белки». Nat. Биотехнология. 20 (2): 177–82. Дои:10.1038 / nbt0202-177. PMID  11821864. S2CID  22055476.
  27. ^ Hirao, I .; и другие. (2006). «Неестественная гидрофобная система пар оснований: сайт-специфическое включение аналогов нуклеотидов в ДНК и РНК». Nat. Методы. 6 (9): 729–35. Дои:10.1038 / nmeth915. PMID  16929319. S2CID  6494156.
  28. ^ Kimoto, M .; и другие. (2009). «Неестественная система пар оснований для эффективной ПЦР-амплификации и функционализации молекул ДНК». Исследования нуклеиновых кислот. 37 (2): e14. Дои:10.1093 / нар / gkn956. ЧВК  2632903. PMID  19073696.
  29. ^ Yamashige, R .; и другие. (2012). «Высокоспецифичные системы неестественных пар оснований в качестве третьей пары оснований для ПЦР-амплификации». Исследования нуклеиновых кислот. 40 (6): 2793–2806. Дои:10.1093 / nar / gkr1068. ЧВК  3315302. PMID  22121213.
  30. ^ Kimoto, M .; и другие. (2013). «Генерация высокоаффинных ДНК-аптамеров с использованием расширенного генетического алфавита». Nat. Биотехнология. 31 (5): 453–57. Дои:10.1038 / nbt.2556. PMID  23563318. S2CID  23329867.
  31. ^ Поллак, Эндрю (7 мая 2014 г.). «Исследователи сообщают о прорыве в создании искусственного генетического кода». Нью-Йорк Таймс. Получено 7 мая, 2014.
  32. ^ Каллавей, Юэн (7 мая 2014 г.). «Первая жизнь с« чужеродной »ДНК». Природа. Дои:10.1038 / природа.2014.15179. S2CID  86967999. Получено 7 мая, 2014.
  33. ^ Малышев Денис А .; Дхами, Кирандип; Лавернь, Томас; Чен, Тинцзянь; Дай, Нан; Фостер, Джереми М .; Corrêa, Ivan R .; Ромесберг, Флойд Э. (7 мая 2014 г.). «Полусинтетический организм с расширенным генетическим алфавитом». Природа. 509 (7500): 385–88. Bibcode:2014Натура.509..385M. Дои:10.1038 / природа13314. ЧВК  4058825. PMID  24805238.
  34. ^ Sismour, A.M .; Беннер, С.А. (2005). «Использование аналогов тимидина для улучшения репликации дополнительной пары оснований ДНК: синтетическая биологическая система». Исследования нуклеиновых кислот. 33 (17): 5640–46. Дои:10.1093 / нар / gki873. ЧВК  1236980. PMID  16192575.
  35. ^ Havemann, S.A .; Hoshika, S .; Hutter, D .; Беннер, С.А. (2008). «Включение нескольких последовательных псевдотимидинов ДНК-полимеразами и их влияние на структуру дуплекса ДНК». Нуклеозиды Нуклеотиды Нуклеиновые кислоты. 27 (3): 261–78. Дои:10.1080/15257770701853679. PMID  18260010. S2CID  13771636.
  36. ^ Пинейро, В.Б .; и другие. (2012). «Синтетические генетические полимеры, способные к наследственности и эволюции». Наука. 336 (6079): 341–44. Bibcode:2012Наука ... 336..341П. Дои:10.1126 / science.1217622. ЧВК  3362463. PMID  22517858.
  37. ^ Будиса, Н. (2005). Разработка генетического кода - расширение репертуара аминокислот для создания новых белков, Wiley-VHC Weinheim, Нью-Йорк, Брисбен, Сингапур, Торонто
  38. ^ Hoesl, M. G .; Будиса, Н. (2012). «Последние достижения в области инженерии генного кода в Escherichia coli». Curr. Мнение. Биотехнология. 23 (5): 751–57. Дои:10.1016 / j.copbio.2011.12.027. PMID  22237016.
  39. ^ Пезо, В .; Guérineau, V .; Le Caer, J.P .; Faillon, L .; Mutzel, R .; Марльер, П. (2013). «Метаболический прототип для исключения триптофана из генетического кода». Научные отчеты. 3: 1359. Bibcode:2013НатСР ... 3Э1359П. Дои:10.1038 / srep01359. ЧВК  3584311. PMID  23447021.
  40. ^ Rackham, O .; Чин, Дж. (2005). «Сеть ортогональных пар мРНК рибосом. Nat». Chem. Биол. 1 (3): 159–66. Дои:10.1038 / nchembio719. PMID  16408021. S2CID  37181098.
  41. ^ Wang, L .; Brock, A .; Herberich, B .; Шульц, П. (2001). «Расширение генетического кода Escherichia coli». Наука. 292 (5516): 498–500. Bibcode:2001Sci ... 292..498W. Дои:10.1126 / science.1060077. PMID  11313494. S2CID  6702011.
  42. ^ Hartman, M.C .; Джозефсон, К .; Lin, C.W .; Шостак, Дж. (2007). «Расширенный набор аналогов аминокислот для рибосомальной трансляции неестественных пептидов». PLOS ONE. 2 (10): e972. Bibcode:2007PLoSO ... 2..972H. Дои:10.1371 / journal.pone.0000972. ЧВК  1989143. PMID  17912351.
  43. ^ Lajoie, MJ; и другие. (2013). «Геномно перекодированные организмы расширяют биологические функции». Наука. 342 (6156): 357–60. Bibcode:2013Наука ... 342..357Л. Дои:10.1126 / science.1241459. ЧВК  4924538. PMID  24136966.
  44. ^ Lajoie, MJ; Косури, S; Mosberg, JA; Грегг, CJ; Zhang, D; Церковь, GM (2013). «Исследование пределов генетического кодирования в основных генах». Наука. 342 (6156): 361–63. Bibcode:2013Наука ... 342..361Л. Дои:10.1126 / science.1241460. PMID  24136967. S2CID  3211613.
  45. ^ Хосака, Т; Сисидо, М. (2002). «Включение неприродных аминокислот в белки». Curr. Мнение. Chem. Биол. 6 (10): 809–15. Дои:10.1016 / с 1367-5931 (02) 00376-9. PMID  12470735.
  46. ^ Anderson, J.C .; Wu, N .; Santoro, S.W .; Лакшман, В .; King, D.S .; Шульц, П. (2004). «Расширенный генетический код с функциональным квадруплетным кодоном». Proc. Natl. Акад. Sci. Соединенные Штаты Америки. 101 (20): 7566–71. Bibcode:2004ПНАС..101.7566А. Дои:10.1073 / pnas.0401517101. ЧВК  419646. PMID  15138302.
  47. ^ Хирао, я; Оцуки, Т; Fujiwara, T; Мицуи, Т; Yokogawa, T; Окуни, Т; Накаяма, H; Такио, К; Ябуки, Т; Кигава, Т; Кодама, К; Yokogawa, T; Nishikawa, K; Ёкояма, S (2002). «Неестественная пара оснований для включения аналогов аминокислот в белки». Nat. Биотехнология. 20 (2): 177–82. Дои:10.1038 / nbt0202-177. PMID  11821864. S2CID  22055476.
  48. ^ Marlière, P .; и другие. (2011). «Химическая эволюция генома бактерии». Angewandte Chemie International Edition. 50 (31): 7109–14. Дои:10.1002 / anie.201100535. PMID  21710668.
  49. ^ Хердевейн П. и Марлиер П. (2009) К безопасным генетически модифицированным организмам посредством химической диверсификации нуклеиновых кислот. Chem. Биодайверы. 6, 791–808
  50. ^ Марльер, П. (2009). «Чем дальше, тем безопаснее: манифест для безопасной навигации синтетических видов подальше от старого живого мира». Syst. Synth. Биол. 3 (1–4): 77–84. Дои:10.1007 / s11693-009-9040-9. ЧВК  2759432. PMID  19816802.
  51. ^ Асеведо-Роча, CG; Будиса, Н (2011). «На пути к химически модифицированным организмам, наделенным генетической защитой». Angewandte Chemie International Edition. 50 (31): 6960–62. Дои:10.1002 / anie.201103010. PMID  21710510.
  52. ^ Мо-Беренс, GH; Дэвис, Р. Хейнс, KA (2013). «Подготовка синтетической биологии для мира». Передний микробиол. 4: 5. Дои:10.3389 / fmicb.2013.00005. ЧВК  3554958. PMID  23355834.
  53. ^ Райт, О; Стэн, Великобритания; Эллис, Т. (2013). «Встроенная биобезопасность для синтетической биологии». Микробиология. 159 (7): 1221–35. Дои:10.1099 / мик ..0.066308-0. PMID  23519158.
  54. ^ Lajoie, MJ; и другие. (2013). «Геномно перекодированные организмы расширяют биологические функции». Наука. 342 (6156): 357–60. Bibcode:2013Наука ... 342..357Л. Дои:10.1126 / science.1241459. ЧВК  4924538. PMID  24136966.
  55. ^ Шмидт М., Пей Л. 2011. Синтетическая токсикология: где инженерия встречается с биологией и токсикологией Токсикологические науки 120 (S1), S204–24
  56. ^ Шмидт М. 2013. Защита генетического межсетевого экрана с помощью ксенобиологии. В: ISGP. 2013. Границы 21 века / Синтетическая биология: в центре внимания ответственность и управление.
  57. ^ ISGP. 2013. Границы 21-го века / Синтетическая биология: в центре внимания ответственность и управление В архиве 2 декабря 2013 г. Wayback Machine стр. 55–65
  58. ^ Pauwels, K .; и другие. (2013). «Отчет о мероприятии: Семинар SynBio (Париж, 2012 г.) - Проблемы оценки рисков синтетической биологии». Journal für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit. 8 (3): 215–26. Дои:10.1007 / s00003-013-0829-9. S2CID  8412183.
  59. ^ Гарфинкель М. (2013) Биологическое сдерживание синтетических микроорганизмов: наука и политика. Отчет о стратегическом семинаре ESF / LESC
  60. ^ Vermeire T. et al. 2014. Заключительное заключение по синтетической биологии: Определение. Научный комитет по возникающим и недавно выявленным рискам для здоровья (SCENIHR)
  61. ^ Vermeire T. et al. 2015. Заключительное заключение по синтетической биологии II: Методологии оценки рисков и аспекты безопасности. Научный комитет по возникающим и недавно выявленным рискам для здоровья (SCENIHR)
  62. ^ Вермейр Т. и другие. 2015. Заключительное заключение по синтетической биологии III: Риски для окружающей среды и биоразнообразия, связанные с синтетической биологией и приоритетами исследований в области синтетической биологии. Научный комитет по возникающим и недавно выявленным рискам для здоровья (SCENIHR)
  • де Лоренцо, Виктор; Шмидт, Маркус (апрель 2016 г.). «Синтетические жуки на свободе: варианты сдерживания глубоко спроектированных (микро) организмов». Текущее мнение в области биотехнологии. 38: 90–96. Дои:10.1016 / j.copbio.2016.01.006. PMID  26874261.

внешняя ссылка