合成生物学：より多くの遺伝情報を保存して読み取る半合成生物
Nature 551, 7682 doi: 10.1038/nature24659
少なくとも地球上の全ての生命の最終共通祖先以来、遺伝情報は4文字のアルファベットの形で保存され、2種類の塩基対の形成によって伝播され読み取られてきた。合成生物学の中心的目標は、新たな生活形および機能を作出することであり、この目標への最も一般的な道筋は、第3の非天然型塩基対を形成する新たな2文字をDNAに含む半合成生物を作製することである。そうした半合成生物を作製するこれまでの研究では、珪藻の一種Phaeodactylum tricornutum由来のヌクレオシド三リン酸輸送体によって培地から必要な非天然型三リン酸を取り込み、それらを用いて非天然型塩基対dNaM–dTPT3を含むプラスミドを複製する大腸菌（Escherichia coli）株が作出されている。この半合成生物は、天然の生物と比較してより多くの情報を保存するが、情報の読み取りには、非天然型塩基対のmRNAおよびtRNAへのin vivo転写、tRNAと非古典的アミノ酸とのアミノアシル化、そしてリボソームでの解読における非天然型塩基対の効率的な関与が必要となる。今回我々は、dNaMおよびdTPT3を含むDNAの、2つの異なる非天然型コドンを持つmRNAおよび対応する非天然型アンチコドンを持つtRNAへのin vivo転写、ならびにこれらのリボソームでの効率的な解読によって、天然型アミノ酸または非古典的アミノ酸をスーパーフォルダー緑色蛍光タンパク質へ部位特異的に取り込ませたことを報告する。この結果は、水素結合以外の相互作用が情報の保存および読み取りにおける全ての段階に寄与し得ることを明示している。今回得られた半合成生物は、コード化および読み出しの情報量が共に多く、新たな生活形および機能を作出するための基盤として役立つものと考えられる。
