五千年(敝帚自珍)

主题:【原创】如果让你我来设计生命,我们要怎么做? -- 桥上冰封火

共:💬43 🌺33
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    • 家园 回复的兄弟们一并拜谢,再瞎掰两句,到哪儿算哪儿

      先回复和平阿姨(为什么要叫阿姨啊?),抗衰老药肯定好啊,现在最重要的问题是没谁真明白为什么会衰老(反正我是不明白,自然界不“衰老”的也不是没有,树往那儿一戳几百上千年都是它)。另外不是兄弟的“势力范围”,不敢贸然开口。

      马哥说的不错,人类当然是在进化,问题是我们是要像所有的其他的生命一样,任“进化”宰割,还是要兄弟们也来当家做主一把,人工控制进化的方向。我是倾向后者啦。

      三力思说的不错,是可能会有进化速度上限的问题(注意“可能”俩字啊,没说一定)。但有几点想和三力兄商榷。首先啦,进化这东西它是并行计算的,天文数字个细菌一起进化呀,不恰当的比喻就好像是天文数字个算盘一起拨楞;而且,进化是有“路径”问题的,并不需要试便所有的可能(这也是进化的一个局限性,容给我转正了之后再谈:P)。人这个例子其实很好,恰恰证明了如果进化瓶颈一旦被突破,进化的可能性是超呼想像的。一旦上了道,自然界只用了区区几百万年就从猴子整出了现今的你我。一旦20个氨基酸的障碍被突破,谁可以知道未来会怎样呢?

      最后说同门兄弟大鹏翔宇提的问题:“具体怎么做呀?”这个。。。基本上。。。很难-_-! 不过也不一定不行,同样的容给我转正了再细谈 (兄弟我以前尽掉坑里了,这次我也试着挖一个:-P)。

      另外问一下大鹏兄在哪儿学习呢?有机会的话多交流啊。

      再答复一下完颜陈和尚,注册了N旧不发帖的有不止我一个吗。。。:-P

      一并谢过difo, CVS 和 睿翔 的支持 :-)。

    • 家园 帮忙顶贴赚经验!

      帮忙顶贴赚经验!

    • 家园 先给同行砸个花,然后说说我的想法

      氨基酸其实不止20种,而是有200多种,生物体内起营养作用且被很好的认识的就这么20种。

      另外如果非要加新氨基酸的话,只能打genetic code里那三个stop codon的主意了。

      实际上改氨基酸要先从RNA改起,包括相应的tRNA,rRNA,还有新加氨基酸的代谢途径,一大套反应途径和新酶,够头疼一阵子的了,而且即使改了,不见得就比原来的效率高。实际上经过了这么长时间优胜劣汰的进化过程,只有20种氨基酸留了下来,是不是本身就证明这几乎是目前碳基生命在有限的时间里所能达到的最优方案呢?

      当然如果是硅基生命生活在一个高温,高电磁环境的星球上,那就是另外一回事了

      • 家园 其实只要修改个别氨酰tRNA合成酶就可以引入新的氨基酸

        密码子只通过碱基配对的方式和有相应反密码子的氨酰tRNA(也就是已经挂上氨基酸的tRNA)进行识别,它其实并不知道这个tRNA带的是不是正常的氨基酸。

        而决定某种tRNA挂什么氨基酸的,是氨酰tRNA合成酶,他们识别的是特定的tRNA(但不是tRNA的反密码子部分)和特定的氨基酸。只要修改这些酶的氨基酸识别部分,使它们对想引入的氨基酸具有足够的结合力,基本上想往蛋白质里加什么氨基酸就可以加什么。

        核糖体本身并不识别氨基酸,所以不必修改核糖体。

        至于氨基酸合成本身,并不成为障碍。人类本身也不合成某些氨基酸,而是直接从食物里摄取。按现在的化工水平,做几个怪模怪样的氨基酸加进培养基真是太简单了。当然考虑到有些氨基酸样子太怪,因而进不了细胞,可能还得修改一下细胞的氨基酸转运系统,这应该也不成大问题。

        所以如果真的想实验这种改造的生物,并不困难:只要修改一两个氨酰tRNA合成酶,或者需要的话,氨基酸转运蛋白,然后在培养液里加进相应的氨基酸就行了。不过这些生物的蛋白恐怕会因为新氨基酸的加入而乱了套,没两下子就给折腾死了。

        其实这种事人真的也做过。有些天然氨基酸的类似物,是可以直接骗过生物的氨酰tRNA合成和转运系统的。例如在蛋白晶体学里,用人工合成的硒代蛋氨酸(硒取代硫原子的位置)来取代正常的蛋氨酸加进培养基,制造硒取代的蛋白质用于解相,就是一种很常规的作法。这个办法不仅对细菌有用,对哺乳类细胞也管用。

        关于通过引入新氨基酸来促进进化的想法,说实在的,这20种氨基酸真的是足够用了。不仅够用,还稍微有点冗余:一方面,该有的差不多全有:有酸性的有碱性的,有亲水的有疏水的,有芳香的有杂环的,有带电的有不带点的,还有在生理条件下一会带电一会儿不带电的,还有供拐弯用的,还有侧链上什么都没有供到处摆来摆去用的;另一方面,同类的氨基酸,如果就差一两个碳,经常不对结构产生多大影响,有点微调的作用而已——所以蛋白质上很多突变都是可以容忍的,不关键的地方,甚至小的变成大的,酸的变成碱的都成。

        除了利用这20种天然的化学多样性,在一些蛋白质里,氨基酸还会在蛋白折叠后自发的发生残基间反应,几个残基结合起来生成一些特殊的结构,来完成复杂化学结构的构建。比如绿色荧光蛋白的发光单元,就是由3个氨基酸缩合而成的。此外像青霉素等等复杂一些的小化合物也是以氨基酸为原料化合而成的。所以,结论是,多个新氨基酸未必对生物进化有多大的意义,好比是一盒积木,丢一两块多一两块并不太影响玩。

        • 家园 老兄站着说话不腰疼啊

          我们实验室就在构建修改了氨酰tRNA合成酶的系统,插入人工设计的氨基酸,

          做得昏天黑地的!!!您居然说不困难!

          伤自尊咧

          • 家园 呵呵,碰上懂行的了,兄弟这边有礼了

            这一段忙,过两天必有以报之。

            八卦一下,不息和二狗兄可是在美国东海岸?

          • 家园 呵呵,困难是相对的啦

            修改酶在目前的研究条件下是一两个实验室就可以具体开展的课题:目标清晰明确,困难度在可控制的范围内,未知的影响因素少,研究手段成熟,而且可以以体外工作为主——我前头是在和往生物体内引入新代谢途径做比较,在这个意义上说它不算困难,也就是说现在就可以动手做的意思,绝不是轻视这种工作。

            而如果真的要把生物体大修大改,引入新代谢途径,改造出能自主生活的新生命体,那可是组织上百个实验室攻关,投资数亿,产生若干八卦,关系到哲学宗教的大项目……还未必能拿下来呢。

            现在的生物学里往往问题看起来很简单,一句话就说完了,有时候说出来都觉得很没劲。但是真做起来是既填钱又填人,无数人的青春和智慧就埋进这蚂蚁搬山里头了。有天我看着实验室里贴的代谢途径大画,感慨说,这破图!怎么也是几百个PhD的工作吧?老板接话茬曰:几百个?几千个都不止。

            呵呵,花慰同行。

            • 家园 啊呀,时隔一个月,终于又上来了,庆贺一下

              呵呵,做实验做郁闷了,发发牢骚,开个玩笑而已,不必当真。

        • 家园 嗯。花敬同行

        • 家园 二狗同学学富五车

          要多为科学做贡献啊!

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