Syn57成为迄今遗传密码改造最彻底的生物体，其设计目标在于解锁新型材料、抗病毒特性及重构生命形式。

英国MRC分子生物学实验室的研究团队取得基因工程里程碑式突破 —— 他们成功创造出仅需57组密码子即可存活的大肠杆菌菌株，而自然界几乎所有生物都使用64组密码子。

这种名为“Syn57”的合成细菌拥有迄今为止压缩程度最高的遗传密码，为未来创造三大方向奠定基础：生产非天然材料、构建抗病毒生物工厂、合成先进聚合物。

遗传密码是生命体构建蛋白质的通用系统，通过名为"密码子"的三联体序列读取DNA和RNA信息，这些序列既指定氨基酸种类，也发出蛋白质合成终止信号。

重构生命密码本

自然界通常利用64组密码子编码20种氨基酸和3个终止信号，这意味着存在天然冗余性。通过删减部分重复密码子，科学家能重新分配基因组空间以承载新功能。

MRC实验室的Jason Chin团队此前已开发出仅使用61组密码子的全合成大肠杆菌Syn61。该版本通过引入非天然氨基酸（自然界不存在的化学构件），成功合成了全新聚合物。

Syn57在此基础上更进一步，额外删除了七组密码子：四组丝氨酸密码子、两组丙氨酸密码子及一组终止密码子。研究团队总计在这株细菌400万碱基的基因组中替换了101000余处密码子序列。

为实现大规模基因重写，基因组被拆分为38段约10万碱基长的合成DNA片段。这些片段通过同源重组技术构建，并采用uREXER（复制子切除增强重组）工具完成组装 —— 该技术融合CRISPR-Cas9与病毒酶，可一步实现DNA精准置换。

在分阶段测试中，团队识别出抗重编程区域及阻碍细菌生长的基因组区段。通过重构重叠基因、微调密码子选择、优化N端编码序列以增强基因表达，最终攻克了这些难题。

合成细胞，现实影响

利用细菌接合技术，这些片段被整合成半合成菌株序列，最终汇聚组装为全合成的Syn57生命体。

尽管遗传密码被彻底改造，Syn57仍保持正常生长功能。释放出的密码子可被重新分配，用于引入更多非天然氨基酸，这将推动定制合成聚合物、大环化合物及具有可编程特性的新型材料生产。

关键在于，Syn57可能对多数病毒具备抗性 —— 病毒依赖宿主的标准遗传密码进行复制。通过消除生物制造过程中的主要干扰源，该技术有望使工业药物生产更安全、更经济。

"这是经过彻底重编码的基因组，"首席研究员韦斯·罗伯逊强调，"以现有技术衡量，这很可能是生命体所能使用的最精简密码体系。"

本项发表于《科学》杂志的研究，获得了英国研究创新署、欧洲研究理事会、惠康基金会等机构的资助。

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