Sanjukta Mondal tərəfindən , Phys.org

Stephanie Baum tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Kanonik amin turşusu əlifbasının generativ süni intellektlə sadələşdirilməsi. Kredit: Science (2026). DOI: 10.1126/science.aeb5171

Həyatın bir çox sirrlərindən biri, təkhüceyrəli bakteriyalardan nəhəng balinalara qədər geniş orqanizm kataloqu üçün zülal yaratmaq üçün yalnız 20 amin turşusu dəstini necə seçməsidir. Kimyəvi baxımdan, kanonik amin turşularının bir çoxu oxşar kimyəvi quruluşa və xüsusiyyətlərə malikdir ki, bu da onları istehlak edilə bilən hala gətirə bilər. Bu, maraqlı bir sual doğurur: həyat bir amin turşusu azaltmaqla mövcud ola bilərmi?

Science jurnalında dərc olunan bu yaxınlarda aparılan bir araşdırmada , tədqiqatçılar, adi 20 amin turşusu əvəzinə cəmi 19 amin turşusu istifadə edərək fəaliyyət göstərən genetik olaraq dəyişdirilmiş E. coli ştammı olan Ec19 -u dizayn etmək üçün generativ süni intellekt və zülal 3D strukturlarını proqnozlaşdıra bilən AlphaFold2 kimi dərin öyrənmə modellərindən istifadə etdilər.

Ec19-da tədqiqatçılar izolösin (Ile)-ni çıxarıb canlı, sağlam bir hüceyrə əldə edə biləcəklərini yoxlamaq üçün yola çıxdılar. Yaranan ştamm genomik cəhətdən sabit qaldı və laboratoriyada 450 nəsildən çox normal bakteriyalarla demək olar ki, eyni sürətlə böyüdü və bütün genom ardıcıllığı Ec19-un Ile-ni bərpa etməyə və 20 amin turşusu sisteminə qayıtmağa çalışdığına dair heç bir dəlil tapmadı.19 amin turşusu əlifbası olan bir hüceyrənin qurulması. Kredit: Science (2026). DOI: 10.1126/science.aeb5171

Həyat daha az şeylə yaşaya bilərmi?

Təbiətdə 500-dən çox müxtəlif növ amin turşusu mövcuddur, lakin canlılarda zülal sintezi üçün yalnız kanonik 20 amin turşusu istifadə olunur. Bəzi bakteriyaların əlavə amin turşularından istifadə etdiyi və ümumi amin turşularının sayının 21-ə və ya hətta 22-yə çatdığı məlumdur, lakin bu 20 amin turşusundan az istifadə edən təbii orqanizm tapılmamışdır. Genişmiqyaslı genetik tədqiqatlar bunun sübutudur.

Lakin, alimlər həmçinin təkhüceyrəli orqanizmin son universal ortaq əcdadımız (LUCA) hesab edilməzdən əvvəl erkən həyat formalarının bu gün gördüyümüzdən daha kiçik amin turşuları dəstindən istifadə etdiyini irəli sürürlər. Bir çox kanonik amin turşuları oxşar biokimyəvi xüsusiyyətlərə malik olduğundan, onların rolu artıq ola bilər.

Hesablama tədqiqatları göstərir ki, demək olar ki, bütün məlum zülal formalarını yaratmaq üçün cəmi 9-12 amin turşusu kifayət edə bilər. Hətta hüceyrənin öz zülal istehsal mexanizmi belə mükəmməl deyil, çünki bəzən səhv edir və zülalların təxminən 8%-i ən azı bir səhv amin turşusu ilə nəticələnir. Buna baxmayaraq, onların əksəriyyəti hələ də yaxşı işləyir.

Bu tədqiqat üçün tədqiqatçılar hansının ən əvəzolunan olduğunu müəyyən etmək üçün 20 amin turşusunu təhlil etməklə başladılar və izolösin (Ile) kimyəvi cəhətdən başqa bir amin turşusu olan valinə çox bənzədiyi üçün iddiaçı kimi ortaya çıxdı. Buna görə də, onlar Ile amin turşusu olmadan fəaliyyət göstərən canlı bir hüceyrə yarada biləcəklərini görmək üçün dizayn-quraşdırma-test çərçivəsi kimi tanınan diqqətli addım-addım yanaşma izlədilər.Ec19 dizaynları üçün generativ modellərin tətbiqi. Kredit: Science (2026). DOI: 10.1126/science.aeb5171

Əvvəlcə oxşar bir tikinti blokunun dəyişdirilməsi yalnız 43%-də işə yarayırdı. Bunu yaxşılaşdırmaq üçün tədqiqatçılar süni intellektdən istifadə etdilər və bu da onlara ətraf mühitə əsaslanaraq itkin amin turşusu üçün ən yaxşı əvəzedicini seçməyə kömək etdi və zülalın səhv qatlanmamasını və ya çökməməsini təmin etdi. Onlar 52 İle-siz zülal istehsal edə bilən ribosomları yenidən dizayn etdilər. Nəticədə, bu yenidən dizayn edilmiş hissələrdən 21-ni tək bir E. coli ştammına birləşdirdilər və ona Ec19 adını verdilər.

Nəticələr göstərdi ki, sözdə universal 20 hərfli (amin turşusu) həyat kodu yaşamaq üçün mütləq tələb deyil və həqiqətən də cəmi 19 amin turşusu ilə yaşayan canlı bir orqanizm yaratmaq mümkündür.

Tədqiqatçılar qeyd etdilər ki, genom miqyaslı modelləşdirmə və DNT sintezi yaxşılaşdıqca, elm adamları amin turşularını dəyişdirməklə, yeni xüsusiyyətlərə malik hüceyrələr yaratmaqla və sintetik biologiyanın sərhədlərini genişləndirməklə bir çox mühəndislik genomlarını sınaqdan keçirə biləcəklər.

Müəllifimiz Sanjukta Mondal tərəfindən sizin üçün yazılmış, Stefani Baum tərəfindən redaktə edilmiş və Robert Egan tərəfindən faktlar yoxlanılmış və nəzərdən keçirilmişdir — bu məqalə diqqətli insan əməyinin nəticəsidir. Müstəqil elmi jurnalistikanı yaşatmaq üçün sizin kimi oxuculara güvənirik. Bu reportaj sizin üçün vacibdirsə, xahiş edirik ianə etməyi düşünün (xüsusilə aylıq). Təşəkkür olaraq reklamsız hesab əldə edəcəksiniz .

Nəşr detalları

Liyuan Liu və digərləri, Generativ süni intellekt dizaynı vasitəsilə 19 amin turşusu əlifbası ilə həyata doğru, Elm (2026). DOI: 10.1126/science.aeb5171 . www.science.org/doi/10.1126/science.aeb5171

Jurnal məlumatları: Elm