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生化学：細菌のABC輸送体を遺伝暗号の拡張に転用する
Nature 647, 8091 doi: 10.1038/s41586-025-09576-w
非標準的アミノ酸（ncAA）の部位特異的コード化は、タンパク質機能のレパートリーを拡張するための強力なツールとなる。しかし、現在のncAA組み込み戦略は効率が低く、それが基礎研究や生命工学的用途への幅広い応用を妨げている。今回我々は、遺伝暗号の効率良い拡張を妨げている主な要因が、ncAAの細胞内への取り込み効率の低さであることを明らかにし、この障壁を細菌のATP結合領域（ABC）輸送体を転用することによって克服して、簡単に合成できるイソペプチド結合でつながったトリペプチドを能動的に細胞内に取り込ませた。このトリペプチドは、細胞内でプロセシングされてncAAになる。この方法を使えば、これまで利用できなかった多様なncAAの効率良いコード化が可能になり、タンパク質をバイオ直交型の成分や架橋成分、翻訳後修飾、酵素–化学的結合のための官能基で修飾できる。次いで、我々は指向性進化のハイスループットなプラットフォームを考案して、これまで効率の良い取り込みが難しかったncAAの運び込みに適した輸送体システムを作製した。これらの進化した輸送体を発現する特別仕様の大腸菌（Escherichia coli）株は、野生型と同等の効率で、単一部位または複数の部位へのncAAの組み込みを促進する。さらに、2種類の異なるncAAの同時輸送に適するようにトリペプチドからなる足場を改良したところ、ncAAの効率の良い二重組み込みが可能になった。総合するとこれらの知見は、取り込みシステムの工学的操作が、化学的に多様な構成要素のプログラム可能な運び込みのための強力な戦略であることを実証している。
