Self-replication of DNA by its encoded proteins in liposome-based synthetic cells.
Self-replication of DNA by its encoded proteins in liposome-based synthetic cells.
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DOI：
10.1038/s41467-018-03926-1
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发表时间：
2018-04-20
影响因子：
16.6
通讯作者：
Danelon C
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
van Nies P;Westerlaken I;Blanken D;Salas M;Mencía M;Danelon C
DNA编码信息的复制及其转化为功能蛋白质是生命的普遍属性。为了构建合成的最小细胞，我们在无细胞基因表达系统中实现了Φ29病毒的DNA复制机制。证明了通过自身编码的从头合成的Φ29蛋白扩增线性DNA模板。由于复制的DNA可以作为基因表达的功能模板，这可以被视为一个自催化的DNA复制循环，因此证实了完整的信息传递。这些结果显示了分子生物学的中心法则如何在体外重建并形成一个循环。最后，偶联的DNA复制和基因表达在磷脂囊泡内被区室化，为依赖于现存生物学的预期合成细胞中的功能进化提供了基础。复制DNA并将遗传信息转化为蛋白质是细胞生命的一个特征。在这里，作者实现了一个耦合的DNA复制和囊泡内的基因表达系统。
Replication of DNA-encoded information and its conversion into functional proteins are universal properties of life. In an effort toward the construction of a synthetic minimal cell, we implement here the DNA replication machinery of the Φ29 virus in a cell-free gene expression system. Amplification of a linear DNA template by self-encoded, de novo synthesized Φ29 proteins is demonstrated. Complete information transfer is confirmed as the copied DNA can serve as a functional template for gene expression, which can be seen as an autocatalytic DNA replication cycle. These results show how the central dogma of molecular biology can be reconstituted and form a cycle in vitro. Finally, coupled DNA replication and gene expression is compartmentalized inside phospholipid vesicles providing the chassis for evolving functions in a prospective synthetic cell relying on the extant biology. Replicating DNA and converting genetic information to protein is a feature of cellular life. Here the authors implement a coupled DNA replication and gene expression system inside vesicles.
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