Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Не путать с астробиологией или ксенологией .
Часть цикла статей о
Синтетическая биология
Синтетические биологические схемы
Редактирование генома
Искусственные клетки
Ксенобиология
Другие темы

Ксенобиология ( XB ) - это область синтетической биологии , изучающая синтез и управление биологическими устройствами и системами. [1] Название «ксенобиология» происходит от греческого слова « ксенос» , 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 биохимию, которые отличаются от канонической системы ДНК - РНК- 20 аминокислот (см. Центральную догму молекулярной биологии ). Например, вместо ДНК или РНК XB исследует аналоги нуклеиновых кислот , называемыексено-нуклеиновая кислота (XNA) как носитель информации. [3] Он также фокусируется на расширенном генетическом коде [4] и включении непротеиногенных аминокислот в белки. [5]

Разница между ксено-, экзо- и астробиологией [ править ]

«Astro» означает «звезда», а «exo» означает «снаружи». И экзо-, и астробиология занимаются поиском естественным образом эволюционировавшей жизни во Вселенной, в основном на других планетах в околозвездной обитаемой зоне . (Их также иногда называют ксенобиологией. [2] ) В то время как астробиологи занимаются обнаружением и анализом жизни в других частях Вселенной, ксенобиология пытается конструировать формы жизни с другой биохимией или другим генетическим кодом, чем на планете Земля. [2]

Цели [ править ]

  • Ксенобиология может раскрыть фундаментальные знания о биологии и происхождении 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, исключающие другие типы химии? Ожидается, что путем тестирования альтернативных биохимических «первобытных супов» они лучше поймут принципы, породившие жизнь в том виде, в каком мы ее знаем.
  • Ксенобиология - это подход к разработке систем 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, чтобы дать начало более эффективным каталитическим или материальным функциям. Проект Metacode, финансируемый Европейской комиссией, [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 предоставлять 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 биозащите. [2] Одной из проблем традиционной генной инженерии и биотехнологии является горизонтальный перенос генов в окружающую среду и возможные риски для здоровья человека. Одна из основных идей в XB - разработать альтернативные генетические коды и биохимию, чтобы горизонтальный перенос генов больше не был возможен. [9] Кроме того, альтернативная биохимия также позволяет получить новые синтетические ауксотрофы. Идея состоит в том, чтобы создать ортогональную биологическую систему, несовместимую с естественными генетическими системами. [10]

Научный подход [ править ]

В ксенобиологии цель состоит в разработке и конструировании биологических систем, которые отличаются от своих естественных аналогов на одном или нескольких фундаментальных уровнях. В идеале эти новички в природе должны были бы отличаться во всех возможных биохимических аспектах, проявляя совершенно другой генетический код. [11] Долгосрочная цель - построить 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 измененных генетический код. До сих пор были сконструированы ячейки, которые включают только одну или две из этих функций.

Ксенонуклеиновые кислоты (XNA) [ править ]

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 доживых и продолжают использоваться сейчас. [13] Систематические экспериментальные исследования, направленные на диверсификацию химической структуры нуклеиновых кислот, привели к совершенно новым информационным биополимерам. К настоящему времени синтезирован ряд XNA с новыми химическими основами или уходящей группой ДНК, [3] [14] [15] [16]например: гексозная нуклеиновая кислота (HNA); нуклеиновая кислота треозы (TNA), [17] нуклеиновая кислота гликоля (GNA), циклогексенильная нуклеиновая кислота (CeNA). [18] Включение XNA в плазмиду, включающую 3 кодона HNA, было выполнено 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, также 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 катализаторов . Хотя белки являются наиболее распространенными компонентами клеточной ферментативной активности , 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 быть использованы для расщепления РНК во время посттранскрипционного процессинга РНК, действующего как XNA. ферменты, 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 поискакомпоненты синтетической цепи , которые более эффективны, чем компоненты , содержащие ДНК и аналоги РНК, которые могут регулировать ДНК, РНК и свои собственные, XNA, субстраты.

Расширение генетического алфавита [ править ]

Основные статьи: Неестественная пара оснований и Расширенный генетический код

В то время как XNA 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 означает 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. протестировали жизнеспособность 60 оснований-кандидатов (что дает 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 (y), которая функционирует in vitro при транскрипции и трансляции в генетический код для синтеза белка, содержащий нестандартный аминокислота. [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] и впоследствии Ds и 4- [3- (6-аминогексанамидо) -1-пропинил] -2-нитропиррол (Px) были обнаружены как высокоточная пара в ПЦР-амплификации. [28] [29] В 2013 году они применили пару Ds-Px для создания ДНК-аптамеров in vitro.отбор (SELEX) и продемонстрировал, что расширение генетического алфавита значительно увеличивает сродство ДНК-аптамеров к целевым белкам. [30]

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

Новые полимеразы [ править ]

Ни XNA, ни искусственные основания не распознаются природными полимеразами . Одна из основных задач - найти или создать новые типы полимераз, которые смогут воспроизвести эти новые для природы конструкции. В одном случае модифицированный вариант ВИЧ - обратной транскриптазы был найден , чтобы иметь возможность ПЦР-амплификации олигонуклеотид , содержащий третий тип пары оснований. [34] [35] Пинейро и др. (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 на основе простых архитектур нуклеиновых кислот, не встречающихся в природе, ксенонуклеиновых кислот . [36]

Генетическая инженерия кода [ править ]

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 быть применены 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 ncAA. Возможно даже встраивание нескольких различных ncAA в один и тот же белок. [38] Наконец, набор из 20 канонических аминокислот можно не только расширить, но и сократить до 19.[39]Путем переназначения пар транспортной РНК (тРНК) / аминоацил-тРНК синтетазы можно изменить 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 включению 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 E. coli.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, напрямую затронув 42 основных гена. [44]

Еще более радикальное изменение генетического кода - это замена триплетного кодона на квадруплетный и даже пентаплетный кодон, впервые введенная Сисидо в бесклеточных системах [45] и Шульцем в бактериях. [46] Наконец, неприродные пары оснований могут быть использованы для введения новой аминокислоты в белки. [47]

Направленная эволюция [ править ]

Цель замены ДНК на XNA также может быть достигнута другим путем, а именно путем создания среды вместо генетических модулей. Этот подход был успешно продемонстрирован Marlière и Mutzel при получении штамма E. coli , 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 нормальные E. coli . Эти клетки, однако, в настоящее время еще не являются полностью ауксотрофными по отношению к Xeno-base, поскольку они все еще растут на тимине, когда его добавляют в среду. [48]

Биобезопасность [ править ]

Ксенобиологические системы предназначены для передачи ортогональности естественным биологическим системам. Организм (все еще гипотетический), который использует XNA, [49] различные пары оснований и полимеразы и имеет измененный генетический код, вряд ли сможет 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 числа 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 механизму сдерживания в новых организмах, любые новые биохимические системы все же 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 [ править ]

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 вопросам политики в США [57], четыре национальных совета по биобезопасности в Европе [58], Европейская организация молекулярной биологии [59] и Научный комитет Европейской комиссии. Комитет по возникающим и недавно выявленным рискам для здоровья (SCENIHR) высказал три мнения (Определение, [60]методологии оценки рисков и аспекты безопасности [61], а также риски для окружающей среды и биоразнообразия, связанные с синтетической биологией и приоритетами исследований в области синтетической биологии. [62] ).

См. Также [ править ]

  • Ауксотрофия
  • Биологическая темная материя
  • План тела
  • Направленная эволюция
  • Расширенный генетический код
  • Фолдамер
  • ДНК Хатимодзи
  • Гипотетические типы биохимии
  • Определения жизни
  • Аналог нуклеиновой кислоты
  • Гипотеза пурпурной земли
  • Мир РНК
  • Теневая биосфера

Ссылки [ править ]

  1. ^ Будиса, Недилько; Кубышкин, Владимир; Шмидт, Маркус (22 апреля 2020 г.). «Ксенобиология: путешествие к параллельным формам жизни» . ChemBioChem . 21 (16): 2228–2231. DOI : 10.1002 / cbic.202000141 . PMID  32323410 .
  2. ^ a b c d e Шмидт, Маркус (9 марта 2010 г.). «Ксенобиология: новая форма жизни как высший инструмент биобезопасности» . BioEssays . 32 (4): 322–31. DOI : 10.1002 / bies.200900147 . PMC 2909387 . PMID 20217844 .  
  3. ^ а б Пиньейро, В.Б .; Холлигер, П. (2012). «Мир XNA: прогресс в направлении репликации и эволюции синтетических генетических полимеров». Текущее мнение в химической биологии . 16 (3–4): 245–52. DOI : 10.1016 / j.cbpa.2012.05.198 . PMID 22704981 . 
  4. ^ Bain, JD; 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 : 1992Natur.356..537B . DOI : 10.1038 / 356537a0 . PMID 1560827 . S2CID 4286160 .  
  5. ^ Норен, CJ; Энтони-Кэхилл, SJ; Гриффит, MC; Шульц, П.Г. (1989). «Общий метод сайт-специфического включения неприродных аминокислот в белки». Наука . 244 (4901): 182–88. Bibcode : 1989Sci ... 244..182N . DOI : 10.1126 / science.2649980 . PMID 2649980 . 
  6. Перейти ↑ Pace, NR (2001). «Универсальный характер биохимии» . Proc Natl Acad Sci USA . 98 (3): 805–08. Bibcode : 2001PNAS ... 98..805P . DOI : 10.1073 / pnas.98.3.805 . PMC 33372 . PMID 11158550 .  
  7. ^ Wiltschi, B. и N. Budisa, "Естественная история и экспериментальная эволюция генетического кода". Прикладная микробиология и биотехнология , 2007. 74: стр. 739–53.
  8. ^ «Метакод - Домой» . Метакод. Архивировано 19 октября 2016 года . Проверено 18 октября, 2016 .
  9. ^ Кубышкин, В .; Асеведо-Роча, CG; Будиса, Н. (2017). «Об универсальных кодирующих событиях в биогенезе белков» . Биосистемы . 164 : 16–25. DOI : 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. DOI : 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. DOI : 10.1002 / biot.201600097 . PMID 28671771 . 
  12. ^ Eschenmoser, A (1999). «Химическая этиология структуры нуклеиновых кислот» (PDF) . Наука . 284 (5423): 2118–24. DOI : 10.1126 / science.284.5423.2118 . PMID 10381870 .  
  13. ^ a b 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 : 2015Natur.518..427T . DOI : 10,1038 / природа13982 . PMC 4336857 . PMID 25470036 .  
  14. ^ Vastmans, K; Froeyen, M; Kerremans, L; и другие. (2001). «Включение обратной транскриптазы нуклеотидов 1,5-ангидрогекситола» . Nucleic Acids Res . 29 (15): 3154–63. DOI : 10.1093 / NAR / 29.15.3154 . PMC 55830 . PMID 11470872 .  
  15. ^ Jang, M; и другие. (2013). «Синтетический субстрат ДНК-полимеразы, отличающийся от оснований, сахара и уходящей группы канонических дезоксинуклеозидтрифосфатов» . Химия и биология . 20 (3): 416–23. DOI : 10.1016 / j.chembiol.2013.02.010 . PMID 23521798 . 
  16. ^ Пинейро, В.Б .; Loakes, D .; Холлигер, П. (2013). «Синтетические полимеры и их потенциал как генетический материал». BioEssays . 35 (2): 113–22. DOI : 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. DOI : 10.1093 / NAR / gki840 . PMC 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» . Nucleic Acids Res . 33 (12): 3828–36. DOI : 10.1093 / NAR / gki695 . PMC 1175020 . PMID 16027107 .  
  19. ^ Pochet, S .; и другие. (2003). «Репликация гекситололигонуклеотидов как прелюдия к размножению третьего типа нуклеиновой кислоты in vivo». Comptes Rendus Biologies . 326 (12): 1175–84. DOI : 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. DOI : 10.1002 / anie.201303288 . PMID 23804524 . 
  21. ^ Krueger, AT .; и другие. (2011). «Кодирование фенотипа в бактериях с альтернативным генетическим набором» . Варенье. Chem. Soc . 133 (45): 18447–51. DOI : 10.1021 / ja208025e . PMC 3255458 . PMID 21981660 .  
  22. ^ Sismour, AM; и другие. (2004). «ПЦР-амплификация ДНК, содержащей нестандартные пары оснований, вариантами обратной транскриптазы из вируса иммунодефицита человека-1» . Исследования нуклеиновых кислот . 32 (2): 728–35. DOI : 10.1093 / NAR / gkh241 . PMC 373358 . PMID 14757837 .  
  23. ^ Ян, З .; Hutter, D .; Sheng, P .; Сисмур, AM; Беннер, С.А. (2006). «Искусственно расширенная генетическая информационная система: новая пара оснований с альтернативным рисунком водородных связей» . Исследования нуклеиновых кислот . 34 (21): 6095–101. DOI : 10.1093 / NAR / gkl633 . PMC 1635279 . PMID 17074747 .  
  24. ^ Ян, З .; Сисмур, AM; Sheng, P .; Пушкарь, Нидерланды; Беннер, С.А. (2007). «Ферментативное включение третьей пары азотистых оснований» . Исследования нуклеиновых кислот . 35 (13): 4238–49. DOI : 10.1093 / NAR / gkm395 . PMC 1934989 . PMID 17576683 .  
  25. ^ Леконт, AM; Hwang, GT; Matsuda, S .; Чапек, П .; Hari, Y .; Ромесберг, FE (2008). «Открытие, характеристика и оптимизация неестественной пары оснований для расширения генетического алфавита» . Варенье. Chem. Soc . 130 (7): 2336–43. DOI : 10.1021 / ja078223d . PMC 2892755 . PMID 18217762 .  
  26. ^ Hirao, I .; и другие. (2002). «Неестественная пара оснований для включения аналогов аминокислот в белки». Nat. Biotechnol . 20 (2): 177–82. DOI : 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. DOI : 10.1038 / nmeth915 . PMID 16929319 . S2CID 6494156 .  
  28. ^ Кимото, М .; и другие. (2009). «Неестественная система пар оснований для эффективной ПЦР-амплификации и функционализации молекул ДНК» . Исследования нуклеиновых кислот . 37 (2): e14. DOI : 10.1093 / NAR / gkn956 . PMC 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. DOI : 10.1093 / NAR / gkr1068 . PMC 3315302 . PMID 22121213 .  
  30. ^ Кимото, М .; и другие. (2013). «Генерация высокоаффинных ДНК-аптамеров с использованием расширенного генетического алфавита». Nat. Biotechnol . 31 (5): 453–57. DOI : 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 . Проверено 7 мая 2014 года .
  32. Перейти ↑ Callaway, Ewen (7 мая 2014 г.). «Первая жизнь с« чужеродной »ДНК» . Природа . DOI : 10.1038 / nature.2014.15179 . S2CID 86967999 . Проверено 7 мая 2014 года . 
  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 : 2014Natur.509..385M . DOI : 10,1038 / природа13314 . PMC 4058825 . PMID 24805238 .  
  34. ^ Sismour, AM; Беннер, С.А. (2005). «Использование аналогов тимидина для улучшения репликации дополнительной пары оснований ДНК: синтетическая биологическая система» . Исследования нуклеиновых кислот . 33 (17): 5640–46. DOI : 10.1093 / NAR / gki873 . PMC 1236980 . PMID 16192575 .  
  35. ^ Havemann, SA; 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. DOI : 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 : 2012Sci ... 336..341P . DOI : 10.1126 / science.1217622 . PMC 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, MG; Будиса, Н. (2012). «Последние достижения в области инженерии генного кода в Escherichia coli» . Curr. Opin. Biotechnol . 23 (5): 751–57. DOI : 10.1016 / j.copbio.2011.12.027 . PMID 22237016 . 
  39. ^ Pezo, V .; 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 : 2013NatSR ... 3E1359P . DOI : 10.1038 / srep01359 . PMC 3584311 . PMID 23447021 .  
  40. ^ Rackham, O .; Чин, JW (2005). «Сеть ортогональных пар мРНК рибосом. Nat». Chem. Биол . 1 (3): 159–66. DOI : 10,1038 / nchembio719 . PMID 16408021 . S2CID 37181098 .  
  41. ^ Ван, L .; Brock, A .; Herberich, B .; Шульц, П.Г. (2001). «Расширение генетического кода кишечной палочки». Наука . 292 (5516): 498–500. Bibcode : 2001Sci ... 292..498W . DOI : 10.1126 / science.1060077 . PMID 11313494 . S2CID 6702011 .  
  42. ^ Хартман, MC; Джозефсон, К .; Линь, CW; Шостак, JW (2007). «Расширенный набор аналогов аминокислот для рибосомной трансляции неприродных пептидов» . PLOS ONE . 2 (10): e972. Bibcode : 2007PLoSO ... 2..972H . DOI : 10.1371 / journal.pone.0000972 . PMC 1989143 . PMID 17912351 .  
  43. ^ Lajoie, MJ; и другие. (2013). «Геномно перекодированные организмы расширяют биологические функции» . Наука . 342 (6156): 357–60. Bibcode : 2013Sci ... 342..357L . DOI : 10.1126 / science.1241459 . PMC 4924538 . PMID 24136966 .  
  44. ^ Lajoie, MJ; Косури, S; Mosberg, JA; Грегг, CJ; Чжан, Д; Церковь, GM (2013). «Исследование пределов генетического кодирования в основных генах». Наука . 342 (6156): 361–63. Bibcode : 2013Sci ... 342..361L . DOI : 10.1126 / science.1241460 . PMID 24136967 . S2CID 3211613 .  
  45. ^ Хосака, Т; Сисидо, М. (2002). «Включение неприродных аминокислот в белки». Curr. Opin. Chem. Биол . 6 (10): 809–15. DOI : 10.1016 / s1367-5931 (02) 00376-9 . PMID 12470735 . 
  46. ^ Андерсон, JC; Wu, N .; Санторо, ЮЗ; Лакшман, В .; Король, DS; Шульц, П.Г. (2004). «Расширенный генетический код с функциональным квадруплетным кодоном» . Proc. Natl. Акад. Sci. США . 101 (20): 7566–71. Bibcode : 2004PNAS..101.7566A . DOI : 10.1073 / pnas.0401517101 . PMC 419646 . PMID 15138302 .  
  47. ^ Хирао, я; Оцуки, Т; Fujiwara, T; Mitsui, T; 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. Biotechnol . 20 (2): 177–82. DOI : 10.1038 / nbt0202-177 . PMID 11821864 . S2CID 22055476 .  
  48. ^ Marlière, P .; и другие. (2011). «Химическая эволюция генома бактерий» . Angewandte Chemie International Edition . 50 (31): 7109–14. DOI : 10.1002 / anie.201100535 . PMID 21710668 . 
  49. ^ Herdewijn, P. и Marlière, P. (2009) К безопасным генетически модифицированным организмам посредством химической диверсификации нуклеиновых кислот. Chem. Биодайверы. 6, 791–808
  50. ^ Мольера, P (2009). «Чем дальше, тем безопаснее: манифест для безопасной навигации синтетических видов подальше от старого живого мира» . Syst. Synth. Биол . 3 (1–4): 77–84. DOI : 10.1007 / s11693-009-9040-9 . PMC 2759432 . PMID 19816802 .  
  51. ^ Асеведо-Роча, CG; Будиса, Н (2011). «На пути к химически модифицированным организмам, наделенным генетическим брандмауэром». Angewandte Chemie International Edition . 50 (31): 6960–62. DOI : 10.1002 / anie.201103010 . PMID 21710510 . 
  52. ^ Мо-Беренс, GH; Дэвис, Р. Хейнс, КА (2013). «Подготовка синтетической биологии для мира» . Front Microbiol . 4 : 5. DOI : 10,3389 / fmicb.2013.00005 . PMC 3554958 . PMID 23355834 .  
  53. ^ Райт, О; Стэн, Великобритания; Эллис, Т. (2013). «Встроенная биобезопасность для синтетической биологии» . Микробиология . 159 (7): 1221–35. DOI : 10.1099 / mic.0.066308-0 . PMID 23519158 . 
  54. ^ Lajoie, MJ; и другие. (2013). «Геномно перекодированные организмы расширяют биологические функции» . Наука . 342 (6156): 357–60. Bibcode : 2013Sci ... 342..357L . DOI : 10.1126 / science.1241459 . PMC 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 брандмауэра с помощью ксенобиологии. В: ISGP. 2013. Границы 21-го века / Синтетическая биология: в центре внимания ответственность и управление.
  57. ^ ISGP. 2013. Границы 21-го века / Синтетическая биология: в центре внимания ответственность и управление. Архивировано 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. DOI : 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. ^ Vermeire T. et al. 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. DOI : 10.1016 / j.copbio.2016.01.006 . PMID  26874261 .

Внешние ссылки [ править ]

  • XB1: Первая конференция по ксенобиологии 6–8 мая 2014 г. Генуя, Италия.
  • XB2: Вторая конференция по ксенобиологии 24–26 мая 2016 г. Берлин, Германия.