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拥有更长遗传密码的生命可能但几率小

生物技术
WinterIsComing (31822)发表于 2022年04月12日 18时42分 星期二

来自我的世界:海岛
地球上的生命千姿百态——无论是在亚马逊猎杀了一头鹿的美洲豹、在刚果盘绕在树上的兰花藤、在加拿大沸腾的温泉中生长的原始细胞,还是在华尔街啜饮咖啡的股票经纪人——在基因层面,他们都遵循着相同的规则。四个化学字母(核苷酸碱基)拼出 64 个三个字母的“单词”,这些被称为密码子的单词每一个都代表 20 种氨基酸中的一种。当氨基酸按照这些编码指令串在一起时,形成了每个物种特有的蛋白质。除了少数鲜为人知的例外,所有基因组都以相同的方式编码信息。

然而上个月发表在 eLife 的一项新研究中,MIT 和耶鲁大学的研究人员证明,有可能调整其中一个历史悠久的规则,创建出更广泛、全新的遗传密码,构建更长的密码子单词。原则上他们的发现指向了将遗传密码扩展为更通用系统的几种方法之一,合成生物学家可以使用该系统来制造具有全新生物化学特性的细胞,创造出在自然界中无处可寻的蛋白质。但这项工作也表明,扩展的遗传密码受到其自身复杂性的阻碍,在某些方面变得不那么有效,甚至能力也出人意料地降低了——这些限制暗示了为什么生命一开始可能就不喜欢更长的密码子。

目前尚不确定这些发现对于宇宙其他地方生命的编码方式意味着什么,但是这确实意味着我们自己的遗传密码演化得既不太复杂也不太具有限制性,而是恰到好处——并且在 Francis Crick 称之为“冰冻事件”之后的数十亿年中统治着生命。作者表示,大自然选择了这种“金发姑娘”编码,是因为它简单且足以满足目标,而不是因为其他编码无法实现。