中科院深圳先进技术研究院合成生物学研究所罗小舟课题组和北京大学刘涛课题组、刘小云课题组合作，基于基因密码子扩展技术，创造了含共翻译修饰（CTM）核小体的酿酒酵母菌株，进一步揭示了真核生物中不同类型组蛋白酰化修饰的生物学功能差异。相关研究成果近日发表于《德国应用化学》。
　　研究人员首先筛选优化出插入效率高且正交的基因密码子扩展体系，并在增强型绿色荧光蛋白上验证了该方法的可行性。他们以酿酒酵母为模式生物，对其基因组进行改造，即敲除基因组编码的野生型组蛋白H3并表达CTM组蛋白H3突变体，得到含有CTM核小体的酵母菌（pM56）。组蛋白H3突变体可借助酿酒酵母基因密码子扩展体系对其56位点进行非经典氨基酸突变后获得。研究人员利用该技术，在酵母组蛋白H3的56号位点上引入了乙酰化和巴豆酰化修饰。研究发现，与组蛋白H3K56位点巴豆酰化共修饰相比，该菌株中组蛋白H3K56位点的乙酰化共修饰能够为酿酒酵母DNA损伤修复提供更为有利的染色质环境，且二者对其他位点翻译后修饰丰度的影响存在一定的差异。
　　这项研究通过化学生物学、合成生物学以及生物信息学等跨学科交叉合作，基于酿酒酵母的基因密码子扩展体系，探索性地将定点共翻译修饰作为合成表观遗传学的研究手段，创造了另一种可能的生命形式，即通过人为引入共翻译修饰氨基酸的方式维持酵母生命活动的生命形式。
　　这一特殊的生命体不仅为探索真核生物组蛋白翻译后修饰错综复杂的生物学功能提供了更多可能性，也为研究在漫长进化过程中翻译后修饰的角色演变提供了新思路。
　　相关论文信息：https://doi.org/10.1002/anie.202205570
　　（原载于《中国科学报》 2022-06-22 第4版 综合）