Ingeniería de un organismo recodificado genéticamente con un codón de parada | JoVE Visualize

Área de la Ciencia:

Biología sintética
La genómica
Biología molecular

Sus antecedentes:

El código genético, aunque en gran medida conservado, exhibe variaciones naturales en las asignaciones de codones y factores de traducción.
Los organismos recodificados genéticamente (GRO) han sido diseñados con códigos genéticos alternativos mediante la sustitución de codones sinónimos.
Los esfuerzos anteriores no han explorado completamente la plasticidad del factor de traducción y la degeneración del codón para lograr una función de traducción de un solo codón.

Objetivo del estudio:

Para construir y caracterizar un GRO, llamado Ochre, que comprime la función de traducción en un solo codón.
Evaluar la viabilidad de un código genético no degenerado aprovechando la degeneración del codón y la ingeniería de factores de traducción.
Permitir la producción precisa de proteínas sintéticas con aminoácidos no naturales para la biotecnología y la bioterapia.

Principales métodos:

Se han reemplazado 1.195 codones de parada TGA por codones TAA sinónimos en Escherichia coli C321.∆A.
Factor de liberación de ingeniería 2 (RF2) y tRNA^Trp para evitar el reconocimiento nativo de UGA.
Utilizó factores de traducción de ingeniería para aislar cuatro codones para funciones específicas no degeneradas.

Principales resultados:

Construido con éxito Ochre, un GRO con un sistema de traducción comprimido.
El ocre utiliza UAA como el único codón de parada, UGG para el triptófano y los codones UAG / UGA reasignados.
Se ha logrado una precisión superior al 99% para la incorporación en múltiples sitios de dos aminoácidos distintos no estándar en una sola proteína.

Conclusiones:

El ocre representa un avance significativo hacia un código genético no degenerado de 64 codones.
Este organismo diseñado demuestra la compresión de codones de parada degenerados en un solo codón.
El desarrollo de ocre facilita la síntesis precisa de proteínas multifuncionales con nuevas composiciones químicas para amplias aplicaciones biotecnológicas.