Learning the structural diversity in random protein sequence space
고처리량 FRET 바이오센서와 머신러닝을 통해 100 만 개의 합성 무작위 단백질을 스크리닝한 본 연구는 생물학적 특성을 지닌 컴팩트한 단백질 접힘이 무작위 서열 공간에서 놀랍도록 접근 가능하고 학습 가능함을 밝혀내어, 기능적 구조가 희귀한 특이점이라는 관념에 도전한다.
59 편의 논문
합성 생물학은 생명 현상을 설계하고 새로운 기능을 가진 생물 시스템을 창조하는 흥미로운 분야입니다. 마치 레고 블록을 조립하듯 유전자를 조합하여 자연계에 존재하지 않던 새로운 생명체를 만들거나, 기존 생물을 인간에게 필요한 방식으로 개조하는 연구가 이 영역에 속합니다.
Gist.Science 는 bioRxiv 에 매일 올라오는 최신 합성 생물학 프리프린트를 빠르게 확인하고 이해할 수 있도록 돕습니다. 우리는 모든 새로운 논문을 즉시 분석하여 전문적인 기술 요약과 일반인도 쉽게 읽을 수 있는 쉬운 설명을 함께 제공합니다.
아래에는 합성 생물학 분야에서 최근 bioRxiv 에 게시된 최신 연구 논문 목록이 정리되어 있습니다.
고처리량 FRET 바이오센서와 머신러닝을 통해 100 만 개의 합성 무작위 단백질을 스크리닝한 본 연구는 생물학적 특성을 지닌 컴팩트한 단백질 접힘이 무작위 서열 공간에서 놀랍도록 접근 가능하고 학습 가능함을 밝혀내어, 기능적 구조가 희귀한 특이점이라는 관념에 도전한다.
본 논문은 구조 생성용 RFdiffusion과 오프타겟 스크리닝용 AlphaFold3를 결합한 딥러닝 프레임워크를 제시하며, 이는 기존 방법 대비 성공률을 약 100 배 향상시킨 서열 특이적 DNA 결합 단백질을 성공적으로 설계하였다.
이 논문은 농업 해충인 지중해과실파리 (*Ceratitis capitata*) 에서 CRISPR/Cas9 기반 유전자 편집을 위한 새로운 7SK RNA 중합효소 III 프로모터를 발굴하고 기능적으로 검증함으로써, 기존에 알려진 U6 프로모터만 의존하던 한계를 극복하고 다중 가이드 RNA 전략을 가능하게 했음을 보고합니다.
이 연구는 5 가지 화학적 클래스에 속하는 11 가지 새로운 비표준 아미노산의 선택적 유전 암호화를 가능하게 하는 직교 아미노아실-tRNA 합성효소와 진화된 tRNA 를 발견하여, 다양한 서열 문맥에서의 효율적인 통합을 실현하고 ncM 이 포함된 단백질 및 고리형 펩타이드의 합성 기반을 마련했습니다.
이 논문은 ADAR 기반의 RNA 센서 (sesRNA) 설계를 자동화하고 사용자 정의가 가능하도록 하여 다양한 종과 조건에서 정밀한 세포 표적 생물공학적 개입을 촉진하는 오픈 액세스 웹 도구인 'ADAR-Sense'를 소개합니다.
이 논문은 만무마이신 생합성 경로에서 발견된 새로운 아릴아민 N-아세틸전이효소 (NAT) 계열이 ACP 에 결합된 폴리케티드 공여체와 자유 폴리케티드 수용체 간의 비정상적인 분자간 아미드 결합 형성을 촉매하여, 폴리케티드 아미드와 만무마이신 유도체의 조합적 생합성을 가능하게 하는 새로운 패러다임을 제시함을 보고합니다.
이 연구는 분할 GFP 보고 시스템과 CRISPRi 를 결합한 정량적 접근법을 통해 시아노박테리아에서 이종 효소의 약 50% 가 분해됨을 규명하고, 유전자 요소 최적화보다 동종 효소 대체가 발현 문제 해결에 더 효과적임을 보여주어 광합성 세포 공장 생산성 향상을 위한 기초 데이터를 제공했습니다.
이 논문은 단백질 서열을 동일하게 유지하면서 DNA 서열 간의 공유 서열을 최소화하여 합성 생물학의 안정성을 높이는 SIRIUS라는 정수 선형 프로그래밍 기반의 최적화 알고리즘을 소개하고 그 유효성을 입증합니다.
이 논문은 자연어 처리 및 대규모 언어 모델을 활용하여 PubMed 문헌에서 CAR T 세포 신호 전달 관련 상호작용을 자동으로 추출하고 지식 그래프로 구축함으로써 차세대 키메라 항원 수용체 (CAR) 설계를 위한 체계적인 지식 기반을 마련한 연구입니다.
이 논문은 정량적 중합효소 연쇄반응 (qPCR) 을 활용하여 DNA 나노구조 내 개별 리게이션 반응의 효율을 정량적으로 분석하고, 효소 도킹 확률에 따른 가장자리와 내부 부위의 반응성 차이를 규명하여 DMSO 용매 조건에서 이를 완화할 수 있음을 보임으로써 DNA 나노구조의 실용화를 위한 중요한 통찰을 제공했습니다.