DNAの構成要素を拡張し、安定した半合成生物が生み出された。それはまったく新しい生体化合物を作り出すことができるそうだ。
新型の半合成生物を開発、大腸菌に組み込めることを証明
基本的に地球上にいるあらゆる生物を構成するDNAは、4種の基本ヌクレオチドでできている。しかし米国の研究者が開発した半合成生物は6種で構成されている。半合成生物（semi-synthetic organism）を開発したのは、米カリフォルニア州スクリプス研究所のチーム。これはアデニン（A）、シトシン（C）、グアニン（G）、チミン（T）の4種の核酸塩基から作られたが、2種の非天然型ヌクレオチドXとYが付与されている。これらがその細菌のDNAのらせん構造を形成する。
同チームは2014年に合成DNA塩基対を開発し、大腸菌に組み込めることを証明。それによって新しい塩基対でなる拡張遺伝コードを持つ初の半合成生物を作成した。これには新しい生体プロセスを行う力があるとされた。
しかし問題があった……安定性だ。半合成生物は非天然型ヌクレオチドを保持することができたが、細胞分裂を経た場合、それを恒久的に維持しておくことができなかった。
上級研究員のフロイド・ロムスバーグ博士によると、ゲノムは1日安定していればいいというものではなく、生涯に渡り安定していなければならないという。半合成生物が本当の生物であるためには、その情報を安定して保持できる必要があるのだ。
分子の安定性が改善され合成しやすくなる
XとYの塩基対を維持できるようになったのは、新しいヌクレオチド輸送体である最適化Y分子とCRISPR-Cas9を利用した改良型エンジニアシステムのおかげだ。こうして今年1月に6文字の遺伝コードを安定して持つ生物が発表された。今回新たに発表された研究では、分子の安定性がされに改善されたことが報告されている。半合成細菌は自然のATGCヌクレオチドと同じ効率で、XとYヌクレオチドを転写・翻訳することができる。
新しい転写プロセスを通じて、半合成生物は非標準型アミノ酸（acAA）を含むタンパク質を合成できる。また、これは情報の保管と取り出しの各ステップにおいて、天然型塩基対の中心にある水素結合が、少なくとも一部は補完パックと疎水性力によって置き換えられる可能性を明らかにしている。
副産物として生まれた新たなるタンパク質
その副産物が、これまで自然界では誰も見たことがない新世代の半合成的に生成されたタンパク質だ。安定的かつ無限に組み込まれた非天然型塩基対（UBP）の賜物である。「確認したのはたった2つの天然型コドンの解読だけですが、UBPがそれらだけに限られている可能性は低いでしょう。従って報告した半合成生物は、自然の生物にはない広範囲の形態や機能を利用できる新型の半合成生物としては最初のものにすぎないということです」
この結果の先にどのような帰結が待つのか定かではないが、地球上の生物の複雑さがさらに一歩増したことだけは間違いない。
via:nature / scripps / iflscience/ translated by hiroching / edited by parumo
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コメント
1. 匿名処理班
作るのはいいけど外に漏らすのだけはやめてね
2. 匿名処理班
なんか機械工学は今ひとつSFにたどり着いてないのに生物科学だけはやたらSFに進んでるな
この世界はそうゆう世界軸か？
3. 匿名処理班
コドン表が縦横に2個増えるのか…
4. 匿名処理班
※1
非天然核酸なんて生合成できないからdXTPとdYTPの外部添加をしないといけないから漏れても問題なくね？
5. 匿名処理班
※2
この前バク宙やってたボストン・ダイナミクスの新型アトラスとか
10年前までは考えられないぐらい進歩してる気がするけどなぁ…
6. 匿名処理班
※2
SFの世界も生物科学が先に進歩して機械科学の進歩は遅かった可能性。
7. 匿名処理班
※2
「よし ! 後番組は「生物化学の分野でつくってわくわく ! 」だ」
「わくわくさん・・・ボクの姿をクマに戻してくれ・・・」
8. 匿名処理班
嫌な予感しかしない
9. 匿名処理班
で、人間が滅んだ数万年後の世界ではその人工生命がエルフとかオークとして独自の文化を築いてるんだな
10. 匿名処理班
イーガンの小説みたいだ
11. 匿名処理班
米国は宗教色が強い反面、こーいう生命への挑戦みたいな事が好きだよな
12. 匿名処理班
火遊びが家事にならなければいいけどね
13. 匿名処理班
※7
「わくわくさん、もう一つ質問いいかな？
・・・ゴロリと番組プロデューサー、どこへいった？」
14. 匿名処理班
機械は生物の動作の延長とも言えるから、生物が進歩しないと機械も伸びしろ少ないんじゃね
15. 匿名処理班
キメラか
16. 匿名処理班
コレが後のGODZILLAである
17. 匿名処理班
tRNAとアミノ酸も新しく作ったってこと？
コドンの表が増えただけじゃ重複度が増えるだけで大した意味ないと思うけど
18. 護国防人
いったい科学者はナニを造ろうとするんだか･･････
天変地異や巨大隕石による人類滅亡なんかより、科学者の暴走による人類死滅の方がリアリティーがあるような気がしてきた。
19.
20. 匿名処理班
ジャムの作った合成人間が現実になる日も近いかなあ
21. 匿名処理班
AIに合成生物を作らせたら……
て考えたら興奮してきた。
22. 匿名処理班
DNAではないけれど人工アミノ酸を無細胞蛋白合成系に取り込ませて酵素を作る実験は、東大で既にやっているね。
そのときはtRNAも人工で作っていたはず
23. 匿名処理班
早く流出してなんやかんやののちにやばいことになれ展開が遅いぞ
24. 匿名処理班
出来るかどうかに捕らわれる前に、すべきどうかを考えるべきだろう。
25. 匿名処理班
※13
ワクワクさん「君のような勘のいいガキは嫌いだよ。」
26. 匿名処理班
南極のボーリング調査で、太古の氷から過去に活動を停止した未知の細菌の類いを掘り起こす可能性が問題にされ一時作業が中止されている。また、地球から火星に何らかの菌を輸送してしまい、火星の環境を変化させる可能性や、逆に未知の菌を持って返ってくる可能性を考慮すべきとする科学者もいる。今のところ大きな問題には発展していないが、これだって将来的にどうなるか予測できない。最近思うのだが、未知のものって「愛」に少し似ている。それを求めるには常に何らかのリスクが着き纏うし、得た後は「責任」が生じる。そのうえ意外に周囲の人が迷惑している所も似ている。「ワクチンのない生物兵器は、武器商人だって売らない。」というが、恋愛をしている当人たちは、恋の納め方（責任の取り方）まで果たして考えているだろうか？昔から言うだろう「お釈迦様でも草津のゆでも恋の病は治せまい」と。そこで思うのだが、暗黙のルールが必要だ。「暗黙」としたのは比喩だ。あまりルールを厳しくすると、そもそも恋愛（技術的進歩）が成り立たないから。そこは、大人のルール（一部ストーカーなどの法的な規制のようなものとはっきりとしないマナーのようなもの）が必要になると思う。あまり野暮は言いたくないからね…
27. 匿名処理班
人類のＤＮＡが４重ラセンを獲得すると、神に一歩近づくんだろうな。
28. 匿名処理班
？？？｢56億8千万年先の生命の軌跡をショートカットする様な生命操作が何を産み出すのか不安は募りますね｣
29. 匿名処理班
好奇心には勝てない人多いからなそのうち暴走するマッドサイエンティストが出てくるかもなｗ
30. 匿名処理班
最初期の生命やそれ以降も４種類だけでDNAを構成していたかは分からないし、数十億年を経た結果が４種類に安定しているという事実は相当重いと思う。
つまり、単純に増やしたからどうなるという可能性は非常に低く、目に見える成果を得るには物凄い試行錯誤が要求される取り組みになると思う。
31. 匿名処理班
※27
このシチュエーション妄想したんですが（すいません勝手に…）体が重くなるんじゃないでしょうか？そして重くなった体を支えるために筋量が増加してズングリムックリな体系にならないのかと怖くなりました。（ちっちゃい発想でごめなさい）メタボの基準がまた新たに変わるかも知れませんし、女子の体重トークにも影響があるかも…と、まあ、そのぐらいなら笑っていられますが、体を維持するために食料を多量に摂取しなくてはならないとすると、環境破壊を加速することにも繋がるかもしれません。考えると意外に重い意見なのかと…。
32. 匿名処理班
生物学はわりと新しい方の学問では
分子生物学とか技術的に近代入ってからでまだまだ他と比べてごちゃついてるイメージ
遺伝子関連研究がスタンダードになって永いこと5界だったのから8界になったとかもここ最近のこの流れだし
広くとって物理もテレポーテーションが一部実現したらしいし着実にSFしてると思うんだけど
21世紀初頭はミクロな、それよりももっと小さい研究が流行りだけど、2045年には最終的にここら辺の技術が統合して面白いことになってそう
33. 匿名処理班
新型人類も近いな
34. 匿名処理班
よく分からないんだけど、人工塩基を含んだコードに対応するアミノ酸が存在するってこと？
タンパク質合成のリボソームに関しては手を加えたって書かれてないよね？
35. 匿名処理班
※4
鳥ウイルスみたいに人には感染しないと言われてたのが突然変異で人にも影響出るようになったりするから絶対に流出は止めて欲しい。
36. 匿名処理班
合成神経細胞、略してゴセシケ