近日，美国西北大学研究人员成功研究出改造细胞机制以令其生产非生物聚合物的能力，该能力能够为士兵制造新的高性能材料或提供新的治疗方法。美陆军研究实验室聚合物化学项目经理道安·波里表示，该发现是实现有序合成聚合物的重要步骤。新的合成聚合物能够为美军提供先进的高性能材料，如纳米电子、自修复材料以及其他材料；也将促进先进的个人防护装备、精密电子设备、燃料电池、先进的太阳能电池和纳米制造技术的发展。
项目内容
DNA等生物聚合物由精确的序列组成，具有信息存储和自我复制等先进能力。该项目着眼于重新设计生物机制，通过扩大蛋白质合成核糖体单体的范围，为生物制造开辟新的方向。研究团队了解到核糖体可以容纳比预期更多的单体，这为将核糖体作为通用机制来创造从未被合成过的材料和药物奠定了基础。为了扩大核糖体使用的单体库，团队开始确定连接单体转运核糖核酸（tRNA）的设计规则，从而让新的单体附着在tRNA上进入核糖体。
许多将单体附着在tRNA上的方法都较为困难且耗时，但一种相对较新的方法“酰化核酶”能够使单体附着更容易且更灵活。为了开发酰化核酶的设计规则，研究人员从多种支撑材料中创造了37种新的核糖体单体；然后证明可连接到tRNA上的单体能够用来制造几十种新的肽杂化；最后通过实验验证这种设计规则。
项目影响
新的设计规则将加快研究人员合成新单体的步伐，最终将能够让核糖体合成新的生物产品。例如，由抗蛋白酶单体制成的材料将促进抗微生物药物的出现，从而对抗不断增长的抗生素耐药性。该研究是美国国防部多学科大学研究计划的一部分，得到了陆军研究实验室下属陆军研究办公室的支持。西北大学研究团队正在与其他三所高校的研究人员合作，重新设计将核糖体作为生物催化剂的机制，以制造新型化学聚合物。德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员也在研究一种类似的技术，以开发粘附性、适应性和响应性材料。
来源 ：美陆军研究实验室网站/图片来自互联网
军事科学院军事科学信息研究中心 刘伟雪
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