Ingeniería de un organismo recodificado genéticamente con un codón de parada

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.