A threonine-to-aspartate ACA codon reassignment in uncultivated Acidimicrobiales bacteria

本研究鉴定并验证了未培养酸微菌目细菌特定分支中一种新颖的“感知到感知”密码子重分配现象,其中通常编码苏氨酸的ACA密码子被重新用于编码天冬氨酸。

原作者: Fakih, F., Shulgina, Y., Lukes, J., Butenko, A.

发布于 2026-05-04
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原作者: Fakih, F., Shulgina, Y., Lukes, J., Butenko, A.

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将遗传密码想象成一本构建生命的庞大通用说明书。在这本手册中,特定的三字母“单词”(称为密码子)会告知细胞的施工队伍下一个要添加的构件(氨基酸)是什么。数十亿年来,一个特定的单词 ACA 一直意味着“苏氨酸”。这就像一盏始终显示绿灯的交通信号灯,指示车辆通行。

本文报道了一个微小且孤立的细菌群体(Acidimicrobiales 目下的一个特定科)决定改写这一规则。在这些细菌中,单词 ACA 不再意味着“苏氨酸”。相反,它们将其重新定义为 天冬氨酸

要理解这有多奇特,可以想象一家工厂,其说明书突然写道:“当你看到‘红色’这个词时,把车漆成蓝色。”这是一种“有义到有义”的重新分配,意味着它们并没有停止使用该单词或将其变为“停止”信号,而只是将一个活跃指令替换为另一个活跃指令。这在自然界中极为罕见。

科学家是如何知道这并非仅仅是错误的呢?他们检查了工厂的“工人”(tRNA),这些是读取手册并抓取正确构件的机器。

  • 线索:通常,处理"ACA"的工人拥有一个特定的徽章(G1:C72 身份元件),上面写着“我只抓取苏氨酸”。
  • 发现:在这些特殊的细菌中,该徽章缺失了。相反,该工人看起来像是打扮成抓取天冬氨酸的样子。这就好比原本穿着“苏氨酸”制服的工人,现在换上了“天冬氨酸”制服,尽管他们仍在读取相同的"ACA"标志。

研究人员通过检查该细菌最重要且不可变蛋白的蓝图证实了这一点。在这些特定细菌中,DNA 中出现"ACA"的位置始终导致天冬氨酸被构建进蛋白质中,而非苏氨酸。

简而言之:本文表明,即使在生命最根本的规则书中,也存在一个微小而隐秘的章节,其中的规则已被颠覆。一个对所有其他生命形式而言始终意味着某物的单词,现在对这个特定细菌群体意味着另一件事,这证明了自然界仍在寻找创造性的方式来改写其自身的指令。

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