近日，哈尔滨工业大学教授韩晓军团队在人造细胞研究领域取得重要进展。他们实现了核苷酸从头合成代谢通路的构建，并将合成的核苷酸用于RNA转录，为自主人造细胞的构建奠定了基础。相关成果发表在《美国化学会志》。
核苷酸是RNA合成的必要成分，以简单的化合物从头合成核苷酸对生命活动来说至关重要。目前，人造细胞研究中转录过程均依赖预先添加的核苷酸而非内源合成，这限制了人造细胞的自主性和长期稳定性，在人造细胞内原位合成核苷酸以维持RNA转录仍是巨大挑战。
针对上述难题，研究团队在人造细胞内实现了核苷酸从头合成代谢通路的构建，该代谢通路以NH4HCO3为起点合成尿苷三磷酸（UTP），包括氨甲酰磷酸合成酶、天冬氨酸转氨甲酰基酶、二氢乳清酶、二氢乳清酸脱氢酶、磷酸核糖焦磷酸激酶、尿苷5′-单磷酸合成酶、尿苷酸激酶和核苷二磷酸激酶8种酶。同时引入由肌酸激酶和磷酸肌酸组成的ATP再生系统以驱动该代谢途径。在优化的条件下，180 分钟内可产生0.85毫摩尔每升的UTP，与CTP、GTP、ATP和T7 RNA聚合酶共同实现了人造细胞内的RNA转录。
人造细胞内UTP从头合成代谢通路及其后续RNA转录的成功实现，为自主人造细胞的构建奠定了坚实基础。
相关论文信息：https://doi.org/10.1021/jacs.5c09375
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