大肠杆菌57密码子遗传密码系统的设计与构建

研究人员通过合成生物学手段，对大肠杆菌(Escherichia coli)基因组进行系统性重编码，成功构建仅使用55个密码子(原64个)的Syn57菌株。该研究突破传统遗传密码限制，为基因组精简化和人工生命设计提供新范式。

　　

在生命科学领域取得重大突破的研究中，科学家们对大肠杆菌(Escherichia coli)的遗传密码系统进行了革命性改造。通过精密设计的合成基因组策略，研究团队将这种模式生物的4兆碱基(Mb)基因组中6个有义密码子(sense codons)和1个终止密码子(stop codon)全部替换为同义密码子(synonymous codons)。

由此诞生的Syn57工程菌株展现出惊人的适应性：其蛋白质合成系统仅需55个密码子即可编码全部20种标准氨基酸，相较自然界普遍存在的64密码子系统精简了14%。这种经过压缩的遗传密码(genetic code)不仅维持了生物体的正常生命活动，更创造了迄今为止密码子使用最精简的自主复制生物体。

该成果为合成生物学(synthetic biology)领域树立了新标杆，其技术路径包括：大规模基因组重编码(genome recoding)、同义密码子全局替换、以及精简版翻译系统的功能验证。这些突破为人工生命体(artificial life)设计、基因组最小化(genome minimization)研究提供了关键技术支撑，同时为生物安全防控体系开发带来新思路——通过创建与自然界生物遗传密码不兼容的合成生命形式，可有效构建生物防护栏(biocontainment)。