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Total synthesis of Escherichia coli with a recoded genome

机译：带有编码基因组的大肠杆菌的全合成

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摘要

Nature uses 64 codons to encode the synthesis of proteins from the genome, and chooses 1 sense codon-out of up to 6 synonyms-to encode each amino acid. Synonymous codon choice has diverse and important roles, and many synonymous substitutions are detrimental. Here we demonstrate that the number of codons used to encode the canonical amino acids can be reduced, through the genome-wide substitution of target codons by defined synonyms. We create a variant of Escherichia coli with a four-megabase synthetic genome through a high-fidelity convergent total synthesis. Our synthetic genome implements a defined recoding and refactoring scheme-with simple corrections at just seven positions-to replace every known occurrence of two sense codons and a stop codon in the genome. Thus, we recode 18,214 codons to create an organism with a 61-codon genome; this organism uses 59 codons to encode the 20 amino acids, and enables the deletion of a previously essential transfer RNA.
机译：Nature使用64个密码子编码来自基因组的蛋白质合成，并从最多6个同义词中选择1个有义密码子编码每个氨基酸。同义密码子选择具有多种重要作用，并且许多同义替换是有害的。在这里，我们证明了通过定义的同义词通过全基因组替换目标密码子，可以减少用于编码规范氨基酸的密码子数量。我们通过高保真收敛的总合成创建了一个具有4兆碱基合成基因组的大肠杆菌变体。我们的合成基因组实现了定义的编码和重构方案-仅在七个位置进行了简单的校正-即可替换基因组中每个已知的两个有义密码子和一个终止密码子。因此，我们重新编码18,214个密码子以创建具有61个密码子基因组的生物。这种生物利用59个密码子编码20个氨基酸，并能够删除以前必不可少的转移RNA。

著录项

  • 来源
    《Nature》 |2019年第7757期|514-518|共5页
  • 作者

    Fredens Julius; Wang Kaihang; de la Torre Daniel; Funke Louise F. H.; Robertson Wesley E.; Christova Yonka; Chia Tiongsun; Schmied Wolfgang H.; Dunkelmann Daniel L.; Beranek Vaclav; Uttamapinant Chayasith; Llamazares Andres Gonzalez; Elliott Thomas S.; Chin Jason W.;

  • 作者单位

    Med Res Council Lab Mol Biol, Cambridge, England;

    Med Res Council Lab Mol Biol, Cambridge, England|CALTECH, Div Biol & Biol Engn, Pasadena, CA 91125 USA;

    Med Res Council Lab Mol Biol, Cambridge, England;

    Med Res Council Lab Mol Biol, Cambridge, England;

    Med Res Council Lab Mol Biol, Cambridge, England;

    Med Res Council Lab Mol Biol, Cambridge, England;

    Med Res Council Lab Mol Biol, Cambridge, England;

    Med Res Council Lab Mol Biol, Cambridge, England;

    Med Res Council Lab Mol Biol, Cambridge, England;

    Med Res Council Lab Mol Biol, Cambridge, England;

    Med Res Council Lab Mol Biol, Cambridge, England|Vidyasirimedhi Inst Sci & Technol VISTEC, Sch Biomol Sci & Engn, Rayong, Thailand;

    Med Res Council Lab Mol Biol, Cambridge, England;

    Med Res Council Lab Mol Biol, Cambridge, England;

    Med Res Council Lab Mol Biol, Cambridge, England;

  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);美国《生物学医学文摘》(MEDLINE);美国《化学文摘》(CA);
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  • 正文语种 eng
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