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双语分子将生命的两个基本规则联系起来

导读 DNA的核酸编码遗传信息,而蛋白质的氨基酸包含将信息转化为结构和功能的代码。它们共同提供了生命的两个基本准则。现在,科学家找到了一种...

DNA的核酸编码遗传信息,而蛋白质的氨基酸包含将信息转化为结构和功能的代码。它们共同提供了生命的两个基本准则。

现在,科学家找到了一种将这两种主要编码语言组合成单个“双语”分子的方法。

《美国化学学会杂志》发表了埃默里大学化学家的论文。合成的分子可以成为针对特定细胞的诊断,基因治疗和药物递送等应用的强大工具。

“就像翻译器可以使来自世界不同地区的两个人之间进行交流一样,我们认为我们的双语分子将使我们能够在细胞环境中介导核酸和蛋白质之间的新型交流形式,” Jennifer Heemstra说道。埃默里大学化学系和该研究的资深作者。

核酸将信息存储在四个碱基的“字母”中,称为核苷酸。肽和蛋白质使用完全不同的字母,由20种不同的氨基酸组成。

Heemstra说:“核酸语言很容易说,但种类有限。”“尽管蛋白质语言极其复杂且难以预测。这两种分子在数十亿年的进化中都已开发出精致的特性。”

先前合成的分子集中于核酸或氨基酸的性质。埃默里大学的研究人员希望在一个分子中利用两个信息系统的力量。

利用有机化学,分子和细胞生物学,材料科学和分析化学等技术,挑战是巨大的。研究人员建立了一个蛋白质支架,然后将核苷酸和氨基酸的功能片段连接到该框架上。

该论文的第一作者,海姆斯特拉实验室的研究生科林·斯文森说:“两种不同的代码需要分别合成,然后整合到支架中。”

所产生的双语分子是稳定的,由廉价的材料制成,并且具有高度通用性,使其有可能用于多种生物医学和纳米技术应用。Heemstra说:“这就像一个可编程的通用适配器,将蛋白质和核酸结合在一起。”“我们希望其他研究人员受到启发,思考可以应用它的不同方式。”

目前,埃默里化学家正在探索使用双语分子将药物靶向靶向递送至特定细胞。Heemstra说:“它本质上是一个对刺激敏感的容器。”“我们已经证明它可以与药物分子结合。并且它可以在存在癌细胞中更为丰富的特定RNA分子的情况下分解。”

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