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合成生物学:再コード化された大腸菌ゲノムの全合成
Nature 569, 7757 doi: 10.1038/s41586-019-1192-5
天然では、ゲノムからのタンパク質合成は64通りのコドンを用いてコードされていて、各アミノ酸をコードするために、最大6通りある同義コドンの中から1つのセンスコドンが選択される。同義コドンの選択は多様かつ重要な役割を担っており、多くの同義置換は有害である。今回我々は、標的とするコドンの、特定の同義コドンへのゲノム規模での置換によって、カノニカルなアミノ酸のコードに使われるコドンの数を削減できることを実証する。忠実度の高い収束的全合成により、4メガ塩基の合成ゲノムを持つ大腸菌(Escherichia coli)変異株を作製した。我々の合成ゲノムは、わずか7種類の位置の塩基を単に修正するだけで、定義した再コード化およびリファクタリングのスキームを実行していて、既知の2通りのセンスコドンと1通りの終止コドンがゲノム中に全く出現しないように置換している。このように我々は、1万8214のコドンを再コード化して、61通りのコドンからなるゲノムを持つ生物を作り出した。この生物は、59通りのコドンを用いて20種類のアミノ酸をコードしており、これまでは必須だった1つの転移RNAを欠失させることができた。

