科學家們第一次將復雜的翻譯過程設計成一個哺乳動物細胞中的人工合成細胞器。歐洲分子生物學實驗室（EMBL）的Lemke小組與JGU Mainz和IMB Mainz合作進行了研究，利用這項技術創(chuàng)造了一種無膜細胞器，可以利用天然氨基酸和合成氨基酸構建蛋白質，具有新的功能。他們的研究結果發(fā)表在3月29日的Science雜志上，使科學家能夠更詳細地研究、調整和控制細胞功能。

在進化過程中，新細胞器的發(fā)展使得細胞和生物體變得更加復雜，這是因為它們能夠將細胞過程分類到特定的進化熱點中?！拔覀兊墓ぞ呖梢杂糜诠こ虒W上的翻譯，但也可能用于其他細胞過程，如轉錄和翻譯后修飾。這甚至可以讓我們設計出新型的細胞器，擴展復雜生物系統(tǒng)的功能?！盓MBL和JGU Mainz的博士生，該文章的共同第一作者Christopher Reinkemeier說，“舉例來說，我們可以通過含熒光分子基團的氨基酸，利用成像方法窺視細胞內部?！?/p>

“細胞器可以利用合成的非典型氨基酸來制造蛋白質。目前我們知道有300多種不同的非標準氨基酸，而天然存在的只有20種氨基酸。我們將不再局限于自然界存在的氨基酸，”文章的共一作Gemma Estrada Girona說?！拔覀兘榻B的新穎之處是能夠在有限的空間中使用它們，即細胞器，這樣將對宿主的影響降到最低?！?/p>

搖晃的無膜細胞器

翻譯是一個非常復雜的過程，一個由膜包圍的單個細胞器容不下它。我們從相分離中獲得了靈感：在體內會形成無膜細胞器，如核仁或應激顆粒。相分離被細胞用來局部濃縮特定的蛋白質和RNA。盡管這些無壁細胞器在與周圍細胞質動態(tài)相互作用時具有不穩(wěn)定的邊界，但它們仍然可以執(zhí)行非常精確的任務。該小組將相分離和細胞靶向結合起來，創(chuàng)造出他們的無膜細胞器，并確保每個細胞只有一個這樣的細胞器形成。

最后，只有五個新的組件被設計成一個單元才能構建出這樣的細胞器。這些組件的組裝會產(chǎn)生一個大的結構，這可能會給細胞帶來一些負擔。在未來，該小組的目標是設計最小的人工合成細胞器，以盡量減少對健康有機體生理學的任何影響。

Edward Lemke是EMBL訪問組組長，JGU Mainz的教授和IMB的副主任，他領導了這個項目。最后他總結說：“我們的目標是開發(fā)一種技術來設計制造細胞器和蛋白質，這些細胞器和蛋白質根本不會影響宿主的系統(tǒng)。我們希望創(chuàng)建一個沒有任何負面效果的工具。細胞器應該是一個簡單的附加裝置，允許有機體以可控的方式進行定制設計新的事物?！?/p>

原文檢索：Designer membraneless organelles enable codon reassignment of selected mRNAs in eukaryotes

來源：生物通