Synthetic genetic polymers capable of heredity and evolution.
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DOI：
10.1126/science.1217622
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发表时间：
2012-04-20
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Holliger P
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Pinheiro VB;Taylor AI;Cozens C;Abramov M;Renders M;Zhang S;Chaput JC;Wengel J;Peak-Chew SY;McLaughlin SH;Herdewijn P;Holliger P
遗传信息的存储和处理仅依赖于两种聚合物：DNA 和 RNA。它们的作用是否反映了进化历史或基本功能限制尚不清楚。利用聚合酶进化和设计，我们证明遗传信息可以存储在六种基于自然界中未发现的简单核酸结构的替代遗传聚合物（XNA）中并从中恢复。我们还选择了 XNA 适体，它以高亲和力和特异性结合其靶标，证明除了遗传之外，特定的 XNA 具有达尔文进化和折叠成确定结构的能力。因此，遗传和进化作为生命的两个标志，不仅限于DNA和RNA，而且很可能是能够存储信息的聚合物的新兴特性。
Genetic information storage and processing rely on just two polymers, DNA and RNA. Whether their role reflects evolutionary history or fundamental functional constraints is unknown. Using polymerase evolution and design, we show that genetic information can be stored in and recovered from six alternative genetic polymers (XNAs) based on simple nucleic acid architectures not found in nature. We also select XNA aptamers, which bind their targets with high affinity and specificity, demonstrating that beyond heredity, specific XNAs have the capacity for Darwinian evolution and for folding into defined structures. Thus, heredity and evolution, two hallmarks of life, are not limited to DNA and RNA but are likely to be emergent properties of polymers capable of information storage.
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