研究人员成功构建无需异亮氨酸的核糖体，推动遗传密码从20种减少到19种

关键信息

异亮氨酸被选中是因为它与亮氨酸和缬氨酸结构相似——这三种都是疏水性氨基酸，常位于蛋白质内部。研究团队利用人工智能工具重新设计蛋白质，使其在没有异亮氨酸的情况下仍能正常工作，表明某些氨基酸冗余可以被移除。

资讯摘要

遗传密码普遍使用20种氨基酸构建蛋白质，这表明所有已知生命可能起源于一个共同的进化祖先。为了探索这一密码如何从更简单的版本演化而来，哥伦比亚大学和哈佛大学的研究人员成功设计出一种无需异亮氨酸即可运作的核糖体。他们认为，由于异亮氨酸、亮氨酸和缬氨酸化学性质相似且均为疏水性，其中一种可能被移除而不破坏蛋白质结构。

借助现代人工智能驱动的蛋白质设计工具，他们成功创建了不含异亮氨酸的功能性蛋白质，证明遗传密码可以被缩减。这项实验支持了早期生命可能使用较少氨基酸的假设，并为未来测试其他氨基酸的减少提供了基础。

资讯正文

研究人员尝试将遗传密码从20种氨基酸减少到19种

遗传密码是生命的核心。在微小差异之外，所有生物都使用相同的三碱基DNA序列来编码同样的20种氨基酸。我们尚未发现重大例外，这使研究者得出结论：这种遗传密码可能追溯至地球上所有生命共同祖先的时代。但关于这一遗传密码最初是如何演化的，学界已有大量富有洞察力的推测。

大多数假说认为，早期生命形式拥有不完整的遗传密码，使用的氨基酸少于20种。为了验证这些假说，来自哥伦比亚大学和哈佛大学的一个团队决定尝试去掉目前仍在使用中的20种氨基酸之一。作为首次尝试，他们改造了核糖体的一部分，使其能够在不依赖另一种原本必不可少的氨基酸——异亮氨酸的情况下正常工作。

改变密码的意义

首先，为什么要这么做？该领域大部分研究聚焦于以有益方式修改遗传密码，例如使用超过20种氨基酸来实现有趣的化学反应。

这里的逻辑似乎是，在地球生命最后共同祖先出现之前，生物体曾试验过多种不同的遗传密码，并可能使用蛋白质与催化性RNA的混合体系来运行新陈代谢。虽然我们已经对催化性RNA做了很多研究，但对于使用简化遗传密码所能实现的化学反应，我们了解得还很少。研究人员指出，如今基于人工智能的工具已足够成熟，使得重新设计仅用较少氨基酸构成的蛋白质比几年前更加现实。

异亮氨酸是三种高度相似的氨基酸之一，另外两种是亮氨酸和缬氨酸。在它们区别于其他氨基酸的结构部分，这三种氨基酸都具有完全由碳和氢组成的支链结构。因此它们都是疏水性的，通常位于蛋白质内部，远离细胞内的水环境。因此，单纯从逻辑上推断，这三种氨基酸中的一种似乎就是可以被移除的良好候选对象。

来源与参考

1. 原始链接
2. Researchers try to cut the genetic code from 20 to 19 amino acids