Fremmedfrykt

Xenobiologi (XB) er en underdisiplin av syntetisk biologi som omhandler syntese og manipulering av komplekse biologiske kretser og systemer. Forstavelsen kommer fra de greske ξένος Xenos , tysk 'gjest, fremmed' , noe som indikerer at xenobiology beskriver biologiske former som er tidligere ukjent for vitenskapen eller ikke-naturlig opprinnelse. I eksperimentell praksis beskriver xenobiologi nye biologiske og biokjemiske systemer som skiller seg fra det kanoniske DNA - RNA -20 aminosyresystemet (se Central Dogma of Molecular Biology ). I denne forstand, i xenobiology i de naturlige DNA- og RNA-molekyler, de nucleic baser med ikke-standard baser erstattet ( nukleinsyre - analoger ) og / eller sukker ribose (i RNA) eller deoksyribose (for DNA) med egnede substituenter utvekslet ( xenonukleinsyrer , XNA). Xenobiologi fokuserer også på utvidelse av den genetiske koden og inkorporering av ikke-proteinogene aminosyrer (ikke-kanoniske aminosyrer) i proteiner.

Differensiering mellom xeno-, exo- og astrobiologi

Prefikset astro (fra gresk ἄστρον Astron , tysk , stjerne (bilde) ' ) som modifikator har betydningen Gestirn-, stjerne, mellomrom , hvor Exo (fra gresk ἔξω exo , tysk , ex = (henne) fra' ) er tildelt som en determinant for betydningen utenfor, utenfor . Eksobiologi og astrobiologi omhandler mulig eksistens og dannelse av utenomjordisk liv og den generelle søken etter liv i rommet, hvor interessen hovedsakelig fokuserer på planeter i den beboelige sonen . I motsetning til astrobiologer som prøver å oppdage og analysere mulig utenomjordisk liv i universet, er xenobiologer opptatt av forsøket på å utvikle livsformer med fundamentalt forskjellig biokjemi eller en annen genetisk kode på jorden.

Mål for fremmedfrykt

Xenobiologi har potensial til å avsløre grunnleggende prinsipper for biologi og kunnskap om livets opprinnelse . For bedre å forstå dette er det viktig å finne ut hvorfor livet (mest sannsynlig) endret seg fra en tidlig RNA-verden (eller et RNA-proteinsystem, også kjent som ribonukleoprotein-verdenen eller RNP-verdenen ) til dagens DNA- RNA-proteinsystem med en universell genetisk kode. I denne sammenhengen oppstår spørsmålene om livet var et evolusjonært "tilfeldighet" eller om det eksisterte visse selektive tvang som ekskluderte en annen livskjemi fra begynnelsen. Ved å lage alternative biokjemiske " primersupper " forventes det at de grunnleggende prinsippene som har bidratt til utviklingen av livet slik vi kjenner det i dag, vil bli utforsket.

Bortsett fra grunnleggende forskning, tilbyr xenobiologi mange nye tilnærminger til utvikling av industrielle produksjonssystemer, som nye produksjonsmuligheter innen biopolymerteknikk og patogenresistens skapes med. Den genetiske koden koder for 20 kanoniske aminosyrer i alle organismer, som brukes til proteinbiosyntese . I sjeldne tilfeller er de spesielle aminosyrene selenometionin , selenocystein og pyrrolysin også innlemmet i proteiner gjennom ytterligere translasjonskomponenter. Imidlertid er det 700 andre aminosyrer kjent innen biokjemi, og hvis egenskaper kan brukes til å forbedre potensialet til proteiner med hensyn til mer effektive katalytiske funksjoner eller materialegenskaper. Det EU-finansierte METACODE- prosjektet har for eksempel som mål å etablere metateser - en nyttig katalytisk prosess som tidligere var ukjent i levende organismer - i bakterieceller. Et annet potensial for å forbedre produksjonsprosesser gjennom fremmedfrykt ligger i muligheten for å minimere risikoen for virus- eller bakteriofaginfeksjon under dyrking. Xenobiologiske celler var ikke lenger egnet som verter for virus og fager (bakterievirus), da de har høyere motstand på grunn av det som er kjent som “semantisk inneslutning” .

Xenobiologi muliggjør utvikling av nye systemer for inneslutning av genetisk modifiserte organismer (bioinnsamling). Målet er å bruke en "genetisk brannmur" for å styrke og diversifisere nåværende inneslutningsmetoder. Et ofte sitert kritikkpunkt av tradisjonell genteknologi og bioteknologi er muligheten for horisontal genoverføring fra genetisk modifiserte organismer til miljøet og de resulterende potensielle risikoene for natur og menneskers helse. En av hovedideene til xenobiologi er å utvikle alternative genetiske koder og biokjemiske byggesteiner slik at horisontal genoverføring ikke lenger er mulig. Endret biokjemi vil muliggjøre nye syntetiske auxotrofier og bruke dem til å lage ortogonale biologiske systemer som ikke lenger er kompatible med naturlige genetiske systemer.

Vitenskapelig tilnærming

Xenobiologi forfølger målet om å konstruere og produsere biologiske systemer som skiller seg fra deres naturlige modeller på ett eller flere grunnleggende nivåer. Ideelt sett ville disse nye skapningene være forskjellige i alle mulige biokjemiske aspekter og inneholde en veldig annen genetisk kode. Det langsiktige målet er å utvikle en celle som ikke lenger lagrer sin genetiske informasjon i DNA og oversetter den med 20 aminosyrer, men i alternative informasjonsbærerepolymerer som består av XNA, alternativ baseparing og ikke-kanoniske aminosyrer (dvs. en endret genetisk kode). Så langt har det bare vært mulig å lage celler som har implementert en eller to av de nevnte egenskapene.

Xenonukleinsyrer (XNA)

Forskningen på alternative former for DNA oppsto opprinnelig fra spørsmålet om livets opprinnelse og hvorfor RNA og DNA ble foretrukket fremfor andre mulige nukleinsyrestrukturer gjennom (kjemisk) utvikling. En systematisk undersøkelse rettet mot å diversifisere den kjemiske strukturen til nukleinsyrer resulterte i helt nye typer informasjonsbærende biopolymerer. Så langt har flere XNAer med nye kjemiske ryggrader eller nye nukleobaser blitt syntetisert, for eksempel heksose nukleinsyre (HNA), treose nukleinsyre (TNA), glykol nukleinsyre (GNA) og cykloheksenyl nukleinsyre (CeNA). Inkorporeringen av XNA i et plasmid i form av tre HNA-kodoner ble allerede utført vellykket i 2003. Disse xenonukleinsyrene er allerede brukt in vivo i Escherichia coli som maler for DNA-syntese. En binær genetisk kassett (G / T) og to ikke-DNA-baser (Hx / U) ble brukt. Mens CeNA også ble vellykket innlemmet, har hvert forsøk på å bruke GNA som ryggrad mislyktes, siden det i dette tilfellet er for store forskjeller i det naturlige systemet til å tjene som en mal for biosyntese av DNA av det naturlige maskineriet.

Utvidelse av det genetiske alfabetet

Mens XNA basert på modifisering i polymerrygraden eller til nukleobasene, tar andre forsøk sikte på å erstatte det naturlige alfabetet av DNA eller RNA eller unaturlige basepar ( engelsk unaturlig parbase, UBP) for å utvide eller erstatte helt (Nukleinsäre-analoger). For eksempel ble DNA produsert som inneholdt et utvidet alfabet med 6 nukleobaser (A, T, G, C, dP og dZ) i stedet for de fire standardnukleobasene (A, T, G og C). Med disse to nye basene står dP for 2-amino -8- (1'-β- D -2'-deoksyribofuranosyl) - imidazo [1,2- a ] - 1,3,5-triazin - 4 (8 H ) -on og dZ for 6-amino-5-nitro-3- (1'-β- D -2'-deoksyribofuranosyl) -2 (1 H ) -pyridon. I en systematisk studie har Leconte et al. mulig inkorporering av 60 basekandidater (dette tilsvarer 3600 mulige basepar) i DNA.

I 2006 ble et DNA med baser utvidet av en benzengruppe eller en naftylgruppe undersøkt for første gang (kalt enten xDNA eller xxDNA eller yDNA eller yyDNA, avhengig av posisjonen til forlengelsesgruppene ). Imidlertid kan disse utvidede baseparene, som finnes på kjemien til et naturlig DNA-ryggrad, sannsynligvis konverteres tilbake til naturlig DNA i begrenset grad.

Yorke Zhang et al. rapporterte ved årsskiftet 2016/2017 om halvsyntetiske organismer med et DNA som ble utvidet med basene X (alias NaM) og Y '(alias TPT3) eller nukleotidene ( deoksyribonukleotider ) dX (dNaM) og dY' ( dTPT3), som kobles sammen. Dette ble innledet med eksperimenter med sammenkoblinger basert på basene X og Y (alias 5SICS), dvs. H. av nukleotidene dX og dY (alias d5SICS).

I begynnelsen av 2019 var det rapporter om DNA og RNA med åtte baser hver (fire naturlige og fire syntetiske), som alle kan tilordnes hverandre parvis ( Hachimoji DNA ).

Nye polymeraser

Verken XNA eller unaturlige baser er gjenkjent av naturlige polymeraser . Følgelig er en av de største utfordringene utvikling og produksjon av nye typer polymeraser som er i stand til å replikere disse nye strukturene. Dermed har en modifisert versjon allerede blitt HIV - revers transkriptase oppdaget var i stand til å produsere en Oligonukleotidamplifikat i en PCR-forsterkning som inneholdt et ekstra tredje basepar. Pinheiro et al. (2012) demonstrerte at genetisk informasjon (mindre enn 100 bp i lengde) gjennom evolusjon og konstruksjon av polymeraser kan lagres og gjenopprettes. Dette ble gjort på basis av seks alternative informasjonslagringspolymerer (xenonukleinsyrer). Ved hjelp av en modifisert polymerase var det også mulig å transkribere Hachimoji DNA i Hachimoji RNA in vitro .

Utvidelse av den genetiske koden

Et av målene med xenobiologi, og også biokjemi, er omformingen av den universelle genetiske koden . For tiden er den mest lovende tilnærmingen for å nå dette målet å fylle ut sjeldne eller til og med ubrukt kodoner. Ideelt sett ville dette skape “blanks ” i den aktuelle koden som kan fylles med ny, ikke-kanonisk aminosyrer (svømming) ( “utvidelse av den genetiske kode” , kode utvidelse ).

Siden slike strategier er veldig vanskelige å implementere og tar mye tid, kan det også tas kortvarige snarveier. I “Engineering den genetiske koden” ( kode engineering ), for eksempel bakterier som ikke kan produsere visse aminosyrer i seg selv blir tilbudt isostrukturelle analoger av naturlige aminosyrer under visse dyrkningsbetingelser, som de deretter innlemme i proteiner i stedet for naturlige aminosyrer. I denne metoden erstattes imidlertid bare en kanonisk aminosyre med en ikke-kanonisk, og det er strengt tatt ingen "utvidelse" av den genetiske koden. På denne måten er det imidlertid lett mulig å inkorporere flere ikke-kanoniske aminosyrer i proteiner samtidig. Imidlertid kan aminosyreporteføljen ikke bare utvides, men også reduseres. Kodonspesifisitet kan endres ved å modifisere nye tRNA / aminoacyl-tRNA-syntetasepar for å gjenkjenne forskjellige kodoner. Celler med en slik ny konfigurasjon er da i stand til å dechiffrere mRNA-sekvenser som ville være ubrukelige for det naturlige proteinbiosyntetiske maskineriet. Basert på dette kan nye tRNA / aminoacyl-tRNA-syntetasepar også brukes til den stedsspesifikke in vivo-inkorporering av ikke-kanoniske aminosyrer. Tidligere skjedde omlegging av kodoner hovedsakelig bare i svært begrenset grad. I 2013 ble imidlertid en komplett kodon fjernet fra et genom for første gang, som nå er gratis for okkupasjon med nye aminosyrer. Nærmere bestemt var gruppene ledet av Farren Isaac og Georg Church ved Harvard University i stand til å erstatte alle 314 TAG- stoppkodoner i genomet til E. coli med TAA-stoppkodoner, noe som demonstrerte at en massiv utveksling av individuelle kodoner av andre uten dødelige effekter for respektive organisme er mulig. Ved å bygge videre på denne suksessen med den genomomfattende kodonutvekslingen, var arbeidsgruppene i stand til å erstatte 13 kodoner i 42 essensielle gener med synonymer og dermed redusere den genetiske koden i disse genene fra 64 til 51 kodoner som ble brukt.

Et enda mer radikalt skritt mot å endre den genetiske koden er overgangen vekk fra de naturlige triplettkodonene og mot firedobbelte eller til og med pentapletkodoner. Masahiko Sisido og Schultz gjorde banebrytende arbeid i dette området, der Sisido klarte å etablere en pentable kode i et cellefritt system og Schultz fikk til og med bakterier til å jobbe med firdobbeltkodoner i stedet for de vanlige triplettene. Til slutt er det til og med mulig å bruke unaturlige nukleobaser nevnt ovenfor for å introdusere ikke-kanoniske aminosyrer i proteiner. I 2017 ble Escherichia coli publisert som kan bruke seks nukleotider i stedet for de vanlige fire.

Regissert evolusjon

En annen mulighet for å erstatte DNA med XNA ville være å endre cellemiljøet på en målrettet måte i stedet for de genetiske molekylene. Denne tilnærmingen har allerede blitt vellykket demonstrert av Marliere og Mutzel ved å lage en ny E. coli-stamme som har en DNA-struktur sammensatt av standardnukleotidene A, C og G, samt en syntetisk tyminanalog. Tyminanalogen 5- kloruracil ble inkorporert i genomet på en sekvensspesifikk måte i alle posisjoner av det naturlige tyminet. For å vokse er disse cellene avhengige av den ytre tilsetningen av basen 5-kloracil, men oppfører seg ellers som normale coli-bakterier. Denne tilnærmingen skaper to beskyttelsesnivåer for å forhindre enhver interaksjon mellom unaturlige og naturlige bakterier, da stammen har en auxotrofi for et unaturlig kjemisk stoff, og organismen har også en DNA-form som ikke kan dechiffreres av noen annen organisme.

Biologisk sikkerhet

Xenobiologiske systemer ble designet for å være ortogonale mot de naturlige biologiske systemene på planeten vår. En (men hittil rent hypotetisk) XNA-organisme som har XNA, andre basepar og nye polymeraser og bruker en endret genetisk kode, vil finne det veldig vanskelig å samhandle med de naturlige livsformene på genetisk nivå. I denne forstand representerte xenobiologiske organismer en genetisk enklave som ikke kan utveksle genetisk informasjon med naturlige celler. Endring av den genetiske replikasjonsmaskinen til en celle fører derfor til det som kalles "semantisk inneslutning". Som et sikkerhetskonsept kan dette - analogt med informasjonsbehandling i IT-området - omtales som en genetisk brannmur. Dette konseptet med en genetisk brannmur ser ut til å adressere flere begrensninger i eksisterende biologiske sikkerhetssystemer. Det første eksperimentelle beviset som viste det teoretiske konseptet med den genetiske brannmuren som et effektivt fremtidig instrument, ble levert i 2013 med opprettelsen av en genomkodet organisme (GRO). I denne organismen er alle TAG- stoppkodoner i E. coli erstattet av TAA-kodoner. Dette muliggjorde sletting av frigjøringsfaktoren RF 1 og, basert på dette, erstatningen av TAG-kodonet, som ble konvertert fra stoppsignalet til aminosyrekodonet. Denne GRO viste deretter høyere motstand mot T7 bakteriofaginfeksjoner. Dette understreker at alternative genetiske koder kan redusere genetisk kompatibilitet. Likevel er denne GRO fremdeles veldig lik de naturlige forgjengerne, og har følgelig ennå ikke en "genetisk brannmur". Eksemplet viser imidlertid at gjenbefolkningen av et større antall triplettkodoner åpner muligheten for å generere bakteriestammer som bruker XNA, nye basepar, nye genetiske koder og så videre i en ikke så fjern fremtid. Med disse semantiske endringene ville disse stammene da ikke lenger kunne utveksle genetisk informasjon med det naturlige miljøet. Mens en slik genetisk brannmur ville implementere semantiske inneslutningsmekanismer i nye organismer, er det fremdeles ikke blitt utviklet nye biokjemiske systemer for giftstoffer og fremmedfrykt.

Juridiske rammer, regulering

Xenobiologi kan bryte dagens regelverk og føre til nye juridiske utfordringer. Foreløpig omhandler lover og retningslinjer genetisk modifiserte organismer (GMO), men nevner på ingen måte kjemisk modifiserte eller genomkodede organismer. Gitt at ekte xenobiologiske organismer ennå ikke kan forventes de neste årene, har beslutningstakere fortsatt tid til å forberede seg på fremtidige regulatoriske utfordringer. Siden 2012 har det vært politiske rådgivere i USA, fire nasjonale komiteer for biosikkerhet i Europa, European Molecular Biology Organization og Scientific Committee on Emerging and Newly Identified Health Risks (SCENIHR) fra EU-kommisjonen i tre uttalelser (definisjon, risiko vurderingsmetoder og sikkerhetsaspekter, og risikoer for miljøet og biologisk mangfold knyttet til syntetisk biologi og forskningsprioriteringer innen syntetisk biologi) for å håndtere dette temaet som et felt som skal reguleres i fremtiden.

Se også

litteratur

  • Markus Schmidt et al.: Xenobiology: State-of-the-Art, Ethics, and Philosophy of New-to-Nature Organisms . I: Huimin Zhao et al.: Synthetic Biology - Metabolic Engineering . Springer, Cham 2017, ISBN 978-3-319-55317-7 .

weblenker

Individuelle bevis

  1. ^ A b Vitor B. Pinheiro, Philipp Holliger: XNA-verdenen: fremgang mot replikering og evolusjon av syntetiske genetiske polymerer . I: Gjeldende mening i kjemisk biologi . teip 16 , nr. 3–4 , august 2012, s. 245-252 , doi : 10.1016 / j.cbpa.2012.05.198 .
  2. ↑ JD Bain, Christopher Switzer, Richard Chamberlin, Steven A. Bennert: Ribosommediert innlemmelse av en ikke-standard aminosyre i et peptid gjennom utvidelse av den genetiske koden . I: Natur . teip 356 , nr. 6369 , 9. april 1992, s. 537-539 , doi : 10.1038 / 356537a0 .
  3. ↑ CJ Noren, SJ Anthony-Cahill, MC Griffith, PG Schultz: En generell metode for stedsspesifikk inkorporering av unaturlige aminosyrer i proteiner . I: Vitenskap . teip 244 , nr. 4901 , 14. april 1989, s. 182-188 , doi : 10.1126 / science.2649980 , PMID 2649980 .
  4. ↑ Duden: Astro
  5. ↑ Duden: Exo
  6. ^ A b Markus Schmidt: Xenobiologi: En ny livsform som det ultimate verktøyet for biosikkerhet . I: BioEssays . teip 32 , nei 4 , 2010, s. 322–331 , doi : 10.1002 / bies.200900147 .
  7. ↑ Norman R. Pace: Den universelle naturen til biokjemi . I: Proceedings of the National Academy of Sciences . teip 98 , nr. 3 , 30. januar 2001, s. 805-808 , doi : 10.1073 / pnas.98.3.805 , PMID 11158550 .
  8. ↑ Birgit Wiltschi, Nediljko Budisa : Naturhistorie og eksperimentell utvikling av den genetiske koden . I: Anvendt mikrobiologi og bioteknologi . teip 74 , nei 4 , 1. mars 2007, s. 739-753 , doi : 10.1007 / s00253-006-0823-6 .
  9. ↑ V. Kubyshkin, CG Acevedo-Rocha, N. Budisa: På universal kodings hendelser i protein biogenese . I: Biosystems . 2017. doi : 10.1016 / j.biosystems.2017.10.004 .
  10. ↑ a b Piet Herdewijn, Philippe Marlière: Mot sikre genetisk modifiserte organismer gjennom kjemisk diversifisering av nukleinsyrer . I: Kjemi og biologisk mangfold . teip 6 , nei 6 , 2009, s. 791-808 , doi : 10.1002 / cbdv.200900083 .
  11. ↑ V. Kubyshkin, N. Budisa: Syntetisk avhendelse av mikrobielle organismer ved hjelp av genetiske kode engineering: Hvorfor og hvordan? . I: Biotechnology Journal . 12, 2017, s. 1600097. doi : 10.1002 / biot.201600097 .
  12. ^ Albert Eschenmoser: Kjemisk etiologi av nukleinsyrestruktur . I: Vitenskap . teip 284 , nr. 5423 , 25. juni 1999, s. 2118-2124 , doi : 10.1126 / science.284.5423.2118 , PMID 10381870 .
  13. ↑ Karen Vastmans, Matheus Froeyen, Luc Kerremans, Sylvie Pochet, Piet Herdewijn: Omvendt transkriptaseinnlemmelse av 1,5-anhydrohexitol-nukleotider . I: Nucleic Acids Research . teip 29 , nei. 15 , 8. januar 2001, s. 3154-3163 , doi : 10.1093 / nar / 29.15.3154 , PMID 11470872 .
  14. ↑ Mi-Yeon Jang et al.: Et syntetisk substrat av DNA-polymerase som avviker fra basene, sukkeret og den etterlatte gruppen av kanoniske deoksynukleosidtrifosfater . I: Kjemi og biologi . teip 20 , nei. 3 , 21. mars 2013, s. 416-423 , doi : 10.1016 / j.chembiol.2013.02.010 .
  15. ↑ Vitor B. Pinheiro, David loakes, Philipp Holliger: Syntetiske polymerer og deres potensial som genetisk materiale . I: BioEssays . teip 35 , nei 2 , 2013, s. 113-122 , doi : 10.1002 / bies.201200135 .
  16. ↑ Justin K. Ichida, Allen Horhota, Keyong Zou, Larry W. McLaughlin, Jack Szostak: High fidelity TNA syntese av Therminator polymerase . I: Nucleic Acids Research . teip 33 , nei 16 , 1. januar 2005, s. 5219-5225 , doi : 10.1093 / nar / gki840 , PMID 16157867 .
  17. ↑ Veerle Kempeneers, Marleen Renders, Matheus Froeyen, Piet Herdewijn: Undersøkelse av DNA-avhengig cykloheksenylnukleinsyrepolymerisasjon og cykloheksenylnukleinsyravhengig DNA-polymerisering . I: Nucleic Acids Research . teip 33 , nei 12 , 1. januar 2005, s. 3828-3836 , doi : 10.1093 / nar / gki695 , PMID 16027107 .
  18. ↑ Sylvie Pochet, P. Alexandre Kaminski, Arthur Van Aerschot, Piet Herdewijn, Philippe Marlière: Replikering av heksitololigonukleotider som et opptak til forplantning av en tredje type nukleinsyre in vivo . I: Comptes Rendus Biologies . teip 326 , nr. 12. desember 2003, s. 1175-1184 , doi : 10.1016 / j.crvi.2003.10.004 .
  19. Ér Valérie Pezo, Feng Wu Liu, Mikhail Abramov, Mathy Froeyen, Piet Herdewijn, Philippe Marlière: Binære genetiske kassetter for valg av XNA-templatert DNA-syntese in vivo . I: Angewandte Chemie International Edition . teip 52 , nr. 31. 2013, s. 8139-8143 , doi : 10.1002 / anie.201303288 .
  20. ↑ Kyung Hyun Lee, Kiyofumi Hamashima, Michiko Kimoto, Ichiro Hirao: Genetisk alfabetisk utvidelse bioteknologi ved å lage unaturlige basepar, i: Current Opinion in Biotechnology, Volum 51, juni 2018, s. 8-15, ScienceDirect , ResearchGate , PMID 29049900 , doi: 10.1016 / j.copbio
  21. ↑ AM Sismour, S. Lutz, JH Park, MJ Lutz, PL Boyer, SH Hughes, SA Benner: PCR-amplifisering av DNA inneholdende ikke-standard basepar av varianter av revers transkriptase fra humant immunsviktvirus-1. I: Nucleic Acids Research . Volum 32, nummer 2, 2004, s. 728-735, doi: 10.1093 / nar / gkh241 , PMID 14757837 , PMC 373358 (fri fulltekst).
  22. ↑ Z. Yang, D. Hutter, P. Sheng, AM Sismour og SA Benner: Kunstig utvidet genetisk informasjonssystem: et nytt basepar med et alternativt hydrogenbindingsmønster. (2006) Nucleic Acids Res. 34, s. 6095-6101. PMC 1635279 (gratis fulltekst)
  23. ↑ Z. Yang, AM Sismour, P. Sheng, NL Puskar, SA Benner: Enzymatisk innlemmelse av et tredje nukleobasepar. I: Nucleic Acids Research . Volum 35, nr. 13, 2007, s. 4238-4249, doi: 10.1093 / nar / gkm395 , PMID 17576683 , PMC 1934989 (fri fulltekst).
  24. ↑ Aaron M. Leconte, Gil Tae Hwang, Shigeo Matsuda, Petr Capek, Yoshiyuki Hari, Floyd E. Romesberg: Discovery, Characterization, and Optimization of an Unnatural Base Pair for Expansion of the Genetic Alphabet . I: Journal of the American Chemical Society . teip 130 , nr. 7. februar 2008, s. 2336-2343 , doi : 10.1021 / ja078223d , PMID 18217762 , PMC 2892755 (fri fulltekst).
  25. Lyn SR Lynch, H. Liu, J. Gao, ET Kool: Mot et designet, fungerende genetisk system med utvidede basepar: løsningsstruktur av den åtte-baserte xDNA dobbeltspiralen. I: Journal of the American Chemical Society. Volum 128, nr. 45, november 2006, s. 14704-14711, doi: 10.1021 / ja065606n . PMID 17090058 . PMC 2519095 (fri fulltekst).
  26. ↑ Andrew T. Krueger, Larryn W. Peterson, Jijumon Chelliserry, Daniel J. Kleinbaum, Eric T. Kool: Koding Phenotype i Bakterier med en alternativ Genetisk Set . I: Journal of the American Chemical Society . teip 133 , nr. 45 , 16. november 2011, s. 18447-18451 , doi : 10.1021 / ja208025e .
  27. ↑ Yorke Zhang, Brian M. Lamb, Aaron W. Feldman, Anne Xiaozhou Zhou, Thomas Lavergne, Lingjun Li, Floyd E. Romesberg: En semisyntetisk organisme konstruert for stabil utvidelse av det genetiske alfabetet , i: PNAS 7. februar 2017, 114 (6), s. 1317-1322; først publisert 23. januar 2017, doi: 10.1073 / pnas.1616443114 , red.: Clyde A. Hutchison III, The J. Craig Venter Institute
  28. ↑ scinexx: Forskere avler "Frankenstein" -mikrob fra 24. januar 2017
  29. ↑ a b Shuichi Hoshika, Nicole A. Leal, Myong-Jung Kim, Myong-Sang Kim, Nilesh B. Karalkar, Hyo-Joong Kim, Alison M. Bates, Norman E. Watkins Jr., Holly A. SantaLucia, Adam J Meyer, Saurja DasGupta, Joseph A. Piccirilli, Andrew D. Ellington, John Santa Lucia Jr., Millie M. Georgiadis, Steven A. Benner: Hachimoji DNA og RNA: Et genetisk system med åtte byggesteiner. Science 363 (6429) 22. februar 2019; Pp. 884-887. doi: 10.1126 / science.aat0971 .
  30. ↑ A. Michael Sismour, Steven A. Benner: Bruken av tymidin-analoger for å forbedre replikasjon av et ekstra DNA-basepar: et syntetisk biologisk system . I: Nucleic Acids Research . teip 33 , nei 17 , 2005, s. 5640–5646 , doi : 10.1093 / nar / gki873 , PMID 16192575 , PMC 1236980 (fri fulltekst).
  31. ↑ Stephanie A. Havemann, Shuichi Hoshika, Daniel Hutter, Steven A. Benner: Inkorporering av flere sekvensielle pseudotymidiner av DNA-polymeraser og deres innvirkning på DNA-dupleksstruktur . I: Nukleosider, Nukleotider og Nukleinsyrer . teip 27 , nei 3. februar 2008, s. 261-278 , doi : 10.1080 / 15257770701853679 , PMID 18260010 .
  32. Itor Vitor B. Pinheiro, Alexander I. Taylor, Christopher Cozens, Mikhail Abramov, Marleen Renders, Su Zhang, John C. Chaput, Jesper Wengel, Sew-Yeu Peak-Chew, Stephen H. McLaughlin, Piet Herdewijn, Philipp Holliger: Synthetic genetiske polymerer som er i stand til arv og evolusjon . I: Vitenskap . teip 336 , nr. 6079 , april 2012, s. 341-344 , doi : 10.1126 / science.1217622 , PMID 22517858 , PMC 3362463 (fri fulltekst).
  33. ↑ Y. Fan, CR Evans, J. Ling: Rewiring proteinsyntese: Fra naturlige til syntetiske aminosyrer. I: Biochimica et Biophysica Acta . Volum 1861, nummer 11 Pt B, 11 2017, s. 3024–3029, doi: 10.1016 / j.bbagen.2017.01.014 , PMID 28095316 , PMC 5511583 (fri fulltekst).
  34. ↑ Nediljko Budisa: Ingeniør den genetiske kode: å ekspandere den aminosyren repertoaret for utforming av nye proteiner . Wiley-VCH, Weinheim 2005, ISBN 3-527-31243-9 .
  35. ↑ Michael Georg Hoesl, Nediljko Budisa: Nylige fremskritt innen genetisk kodeteknikk i Escherichia coli . I: Gjeldende mening i bioteknologi . teip 23 , nei. 5. oktober 2012, s. 751-757 , doi : 10.1016 / j.copbio.2011.12.027 , PMID 22237016 .
  36. ↑ V. Pezo u en.. En Metabolsk Prototype for å eliminere tryptofan Fra den genetiske koden . I: Vitenskapelige rapporter . teip 3 , 28. februar 2013, doi : 10.1038 / srep01359 .
  37. Iver Oliver Rackham, Jason W. Chin: Et nettverk av ortogonale ribosom-mRNA-par . I: Nature Chemical Biology . teip 1 , nei 3. august 2005, s. 159-166 , doi : 10.1038 / nchembio719 .
  38. ^ Lei Wang, Ansgar Brock, Brad Herberich, Peter G. Schultz: Utvidelse av den genetiske koden for Escherichia coli . I: Vitenskap . teip 292 , nr. 5516 , 20. april 2001, s. 498-500 , doi : 10.1126 / science.1060077 , PMID 11313494 .
  39. ^ Matthew CT Hartman, Kristopher Josephson, Chi-Wang Lin, Jack W. Szostak: Et utvidet sett med aminosyreanaloger for ribosomal oversettelse av unaturlige peptider . I: PLoS ONE . teip 2 , nei 10. 3. oktober 2007, s. e972 , doi : 10.1371 / journal.pone.0000972 .
  40. ^ Farren J. Isaacs et al.: Presise Manipulation of Chromosomes in Vivo Enables Genome-Wide Codon Replacement . I: Vitenskap . teip 333 , nr. 6040 , 15. juli 2011, s. 348-353 , doi : 10.1126 / science.1205822 , PMID 21764749 .
  41. ↑ MJ Lajoie, S. Kosuri, JA Mosberg, CJ Gregg, D. Zhang, GM Church: Probing the Limits of Genetic Recoding in Essential Genes . I: Vitenskap . teip 342 , nr. 6156 , 18. oktober 2013, s. 361-363 , doi : 10.1126 / science.1241460 , PMID 24136967 .
  42. ↑ Takahiro Hohsaka, Masahiko Sisido: Inkorporering av ikke-naturlige aminosyrer i proteiner . I: Gjeldende mening i kjemisk biologi . teip 6 , nei 6 , 1. desember 2002, s. 809-815 , doi : 10.1016 / S1367-5931 (02) 00376-9 .
  43. ↑ J. Christopher Anderson, Ning Wu, Stephen W. Santoro, Vishva Lakshman, David S. King, Peter G. Schultz: En utvidet genetisk kode med et funksjonelt firdobbeltkodon . I: Proceedings of the National Academy of Sciences . teip 101 , nei. 20 , 18. mai 2004, s. 7566-7571 , doi : 10.1073 / pnas.0401517101 , PMID 15138302 .
  44. Ch Ichiro Hirao et al.: Et unaturlig basepar for å inkorporere aminosyreanaloger i proteiner . I: Nature Biotechnology . teip 20 , nei. 2 , februar 2002, s. 177-182 , doi : 10.1038 / nbt0202-177 .
  45. ↑ Yorke Zhang, Brian M. Lamb, Aaron W. Feldman, Anne Xiaozhou Zhou, Thomas Lavergne, Lingjun Li, Floyd E. Romesberg: En semisyntetisk organisme konstruert for stabil utvidelse av det genetiske alfabetet. I: Proceedings of the National Academy of Sciences. , S. 201616443, doi: 10.1073 / pnas.1616443114 .
  46. ↑ Philippe Marlière et al.: Chemical Evolution of a Bacterium's Genom . I: Angewandte Chemie International Edition . teip 50 , nei. 31. 2011, s. 7109–7114 , doi : 10.1002 / anie.201100535 .
  47. ↑ Philippe Marliere: Jo lenger, sikrere: et manifest for sikker navigering av syntetiske arter vekk fra den gamle levende verden . I: Systemer og syntetisk biologi . teip 3 , nei. 1–4 , 1. desember 2009, s. 77-84 , doi : 10.1007 / s11693-009-9040-9 .
  48. ^ Carlos G. Acevedo-Rocha, Nediljko Budisa: På veien mot kjemisk modifiserte organismer utstyrt med en genetisk brannmur . I: Angewandte Chemie International Edition . teip 50 , nei. 31. 2011, s. 6960–6962 , doi : 10.1002 / anie.201103010 .
  49. ↑ Gerd HG Moe-Behrens, Rene Davis, Karmella A. Haynes: Forbereder syntetisk biologi for verden . I: Frontiers in Microbiotechnology, Ecotoxicology and Bioremediation . teip 4 , 2013, s. 5 , doi : 10.3389 / fmicb.2013.00005 .
  50. Iver Oliver Wright, Guy-Bart Stan, Tom Ellis: Innbygging av biosikkerhet for syntetisk biologi . I: Mikrobiologi . 21. mars 2013, s. 1221-1350 , doi : 10.1099 / mic.0.066308-0 , PMID 23519158 .
  51. ↑ Marc J. Lajoie et al. Genomisk omkodet Organismer Utvid biologiske funksjoner . I: Vitenskap . teip 342 , nr. 6156 , 18. oktober 2013, s. 357-360 , doi : 10.1126 / science.1241459 , PMID 24136966 .
  52. ^ Markus Schmidt, Lei Pei: Syntetisk toksikologi: Hvor ingeniørfag møter biologi og toksikologi . I: Toxicological Sciences . teip 120 , tillegg 1, 3. januar 2011, s. S204-S224 , doi : 10.1093 / toxsci / kfq339 , PMID 21068213 .
  53. ^ A b Markus Schmidt: 21st Century Borders / Synthetic Biology: Focus on Responsibility and Governance . Institute on Science for Global Policy (ISGP), Tucson, Arizona 2012, ISBN 978-0-9803882-4-0  ( formelt ukorrekt ) , kapittel Safeguarding the Genetic Firewall with Xenobiology ( scienceforglobalpolicy.org [PDF]).
  54. ↑ K. Pauwels et al.: Hendelsesrapport: SynBio Workshop (Paris 2012) - Risikovurderingsutfordringer ved syntetisk biologi. (2013) Journal for Consumer Protection and Food Safety. doi: 10.1007 / s00003-013-0829-9
  55. ↑ M. Garfinkel: Biologisk forurensning av syntetiske mikroorganismer: vitenskap og politikk. (PDF) Rapport om en ESF / LESC Strategic Workshop, 2013.
  56. Verm T. Vermeire et al.: Endelig mening om syntetisk biologi . Definisjon . (PDF) Vitenskapelig komité for nye og nylig identifiserte helserisiko (SCENIHR), 2014
  57. ^ T. Vermeire et al.: Endelig mening om syntetisk biologi II , risikovurderingsmetoder og sikkerhetsaspekter . (PDF) Vitenskapelig komité for nye og nylig identifiserte helserisiko (SCENIHR), 2015
  58. Verm T. Vermeire et al.: Endelig mening om syntetisk biologi III . Risiko for miljø og biologisk mangfold knyttet til syntetisk biologi og forskningsprioriteringer innen syntetisk biologi . (PDF) Vitenskapelig komité for nye og nylig identifiserte helserisiko (SCENIHR), 2015
  59. ↑ Valérie Pezo: Xenome , Institute of Systems & Syntetisk biologi
  60. ↑ B. Bauwens: Molekylær evolusjon av polymeraser for syntesen av deoxyxylose baserte nukleinsyrer , 2018 © KU Leuven