กรดอะมิโนคือตัวต่อแห่งชีวิต — อิฐก้อนเล็กๆ ที่ยึดเข้าด้วยกัน ก่อตัวเป็นโปรตีนที่ทุกหน้าที่ของชีวิตขึ้นอยู่กับ ด้วยข้อยกเว้นที่หายาก เซลล์เลือกเลโก้เพียง 20 ชนิด แต่นั่นก็เพียงพอแล้วสำหรับเซลล์ของมนุษย์ที่จะรวบรวมโปรตีนมากกว่า 1 ล้านชนิดที่พวกเขาต้องการเพื่อทำหน้าที่RALPH VOLTZ
การแก้ไขโค้ด กรดอะมิโนที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ เช่น ไทโรซีน สามารถปรับเปลี่ยนให้เป็นกรดที่ผิดธรรมชาติได้ เช่น โอ-เมทิลไทโรซีน
การทำโปรตีน | เซลล์สร้างโปรตีน — สายโซ่ของกรดอะมิโน
— โดยการถอดรหัสคำสั่งที่เก็บไว้ใน DNA (ซ้าย) Messenger RNA คัดลอก “คำ” สามตัวอักษรที่สะกดโดยฐานดีเอ็นเอแล้วย้ายออกนอกนิวเคลียสของเซลล์ไปยังไรโบโซม (สิ่งที่ใส่เข้าไป) ซึ่งประกอบเป็นกรดอะมิโนที่สอดคล้องกับคำที่สะกดด้วยรหัส ด้วยการตั้งโปรแกรมใหม่หนึ่งคำ (สีชมพู) นักวิทยาศาสตร์สามารถหลอกให้ไรโบโซมใส่กรดอะมิโนเทียมเข้าไปในสายโซ่ได้
สถาบันสุขภาพแห่งชาติ ดัดแปลงโดย T. DUBÉ พร้อมคำแนะนำจาก C. LIU ภาพ DNA: JOHNWOODCOCK/ISTOCKPHOTO
ยาทดลองที่ทำจากฮอร์โมนการเจริญเติบโตของมนุษย์ (ทองคำ) ยังใช้กรดอะมิโนที่ผิดปกติ (สีแดง)
เซลล์สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่มีกรดอะมิโนเรืองแสงเรืองแสงผิดปกติ แท่งชั่งขนาด 10 ไมโครเมตร
ค. หลิว
เมื่อสองสามทศวรรษก่อน นักวิทยาศาสตร์บางคนตัดสินใจว่าพวกเขาต้องการเล่นกับเลโก้มากขึ้น มันเริ่มต้นจากการออกกำลังกายด้วยความอยากรู้เชิงวิชาการ วิธีการถามคำถามสำคัญเกี่ยวกับชีวิต: ทำไมเพียง 20 กรดอะมิโน? ทำไมต้อง 20 คน? นักวิจัยเริ่มสร้างกรดอะมิโนเทียมในห้องปฏิบัติการ เพื่อดูว่าเซลล์จะทำอะไรกับวัสดุก่อสร้างใหม่ และการสำรวจจะนำไปสู่ที่ใด
ทุกวันนี้ นักวิทยาศาสตร์ได้สร้าง “กรดอะมิโนที่ผิดธรรมชาติ”
มากกว่า 70 ชนิดและกำลังใช้มันเพื่อรีบูตกลไกการสร้างโปรตีนของแบคทีเรีย ยีสต์ และแม้แต่เซลล์ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ซึ่งทั้งหมดนี้ดูเหมือนจะยินดีกับทางเลือกพิเศษในการประกอบโปรตีนของพวกมัน จากความสำเร็จจนถึงตอนนี้ บริษัทเทคโนโลยีชีวภาพอย่างน้อยสองแห่งของสหรัฐฯ กำลังใช้กรดอะมิโนที่ผิดธรรมชาติเพื่อผลิตโปรตีนจำนวนมากซึ่งไม่เคยพบมาก่อนในธรรมชาติ โดยมีเป้าหมายเพื่อผลิตยาชนิดใหม่ที่อาจรักษาโรคมะเร็ง โรคปลอกประสาทเสื่อมแข็ง หรือโรคอื่นๆ ได้ในวันหนึ่ง
และยาเสพติดอาจเป็นเพียงจุดเริ่มต้น แอนดรูว์ เอลลิงตัน นักชีวเคมีจากมหาวิทยาลัย University of กล่าว เท็กซัสที่ออสติน “นี่จะเป็นเทคโนโลยีที่ทรงพลังมาก” เขากล่าว “เราสามารถหล่อหลอมเคมีแห่งชีวิตใหม่ได้”
Schultz วางแผนที่จะดูว่าชีวิตที่มีกรดอะมิโน 21 ชนิดต่างจากปกติ 20 ชนิดหรือไม่ ภายในปีหน้าเขาหวังว่าจะสามารถเพาะพันธุ์หนูที่เซลล์สามารถใช้กรดอะมิโน 21 ชนิดในชีวิตประจำวันได้อย่างง่ายดาย การทดลองในขนาดที่เล็กกว่าได้แนะนำว่าสิ่งมีชีวิตที่มีกรดอะมิโน 21 ตัวสามารถพัฒนาโปรตีนที่มีฟังก์ชันพิเศษซึ่งทำให้พวกมันได้เปรียบเชิงวิวัฒนาการเหนือโปรตีนที่มี 20
Thomas Magliery นักชีวเคมีจากมหาวิทยาลัยแห่งรัฐโอไฮโอในโคลัมบัสกล่าวว่า “กรดอะมิโน 20 ชนิดเหมาะสำหรับโปรตีนที่สนับสนุนทุกชีวิต “นั่นไม่ได้หมายความว่าพวกมันเหมาะสำหรับทุกสิ่งที่เป็นไปได้” นักวิทยาศาสตร์ใช้เวลากว่าทศวรรษในการสร้างชุดเลโก้อย่างที่ไม่เคยคิดมาก่อน ถึงเวลาแล้วที่จะดูว่าบล็อกใหม่เหล่านี้จะสร้างอะไร
แนะนำ : เคล็ดลับต่างๆ | เว็บรวมวิธีต่างๆ How to | จัดอันดับซีรีย์ | รีวิวครีม
