علم الأحياء الغريبة

📅 آخر تحديث: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

علم الأحياء الغريبة ( XB ) هو فرع من فروع البيولوجيا التركيبية ، وهو دراسة تركيب ومعالجة الأجهزة والأنظمة البيولوجية. [ 1 ] يُشتق اسم "علم الأحياء الغريبة" من الكلمة اليونانية " زينوس " التي تعني "غريب، دخيل". علم الأحياء الغريبة هو شكل من أشكال البيولوجيا غير مألوف (حتى الآن) للعلم، ولا يوجد في الطبيعة. [ 2 ] عمليًا، يصف هذا العلم أنظمة بيولوجية وكيمياء حيوية جديدة تختلف عن نظام الحمض النووي DNA - RNA -20 حمضًا أمينيًا المتعارف عليه (انظر العقيدة المركزية للبيولوجيا الجزيئية ). على سبيل المثال، بدلًا من الحمض النووي DNA أو RNA، يستكشف علم الأحياء الغريبة نظائر الأحماض النووية ، والتي تُسمى الأحماض النووية الغريبة (XNA)، كناقلات للمعلومات. [ 3 ] كما يركز على توسيع الشفرة الوراثية [ 4 ] وإدخال الأحماض الأمينية غير البروتينية ، أو "الأحماض الأمينية الغريبة"، في البروتينات. [ 5 ] [ 6 ]

الفرق بين علم الأحياء الغريبة، وعلم الأحياء الخارجية، وعلم الأحياء الفلكية

كلمة "Astro" تعني "نجم" وكلمة "exo" تعني "خارج". يهتم كل من علم الأحياء الفلكي وعلم الأحياء الخارجي بالبحث عن حياة تطورت بشكل طبيعي في الكون، وخاصة على الكواكب الأخرى في المنطقة الصالحة للسكن المحيطة بالنجوم . (يُشار إليهما أحيانًا باسم علم الأحياء الغريب. [ 2 ] ) بينما يهتم علماء الأحياء الفلكية باكتشاف وتحليل الحياة في أماكن أخرى من الكون، يسعى علم الأحياء الغريب إلى تصميم أشكال حياة ذات كيمياء حيوية أو شفرة وراثية مختلفة عن تلك الموجودة على كوكب الأرض. [ 2 ]

الأهداف

  • يمتلك علم الأحياء الغريبة القدرة على كشف معلومات أساسية عن علم الأحياء وأصل الحياة . ولتحسين فهم أصل الحياة، من الضروري معرفة سبب تطورها، ظاهريًا، من عالم الحمض النووي الريبوزي (RNA) المبكر إلى نظام الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين (DNA) والحمض النووي الريبوزي (RNA) والبروتين، وشفرتها الوراثية شبه العالمية. [ 7 ] هل كان ذلك "صدفة" تطورية، أم أن هناك قيودًا استبعدت أنواعًا أخرى من التفاعلات الكيميائية؟ من خلال اختبار "الحساء البدائي" الكيميائي الحيوي البديل، يُتوقع فهم أفضل للمبادئ التي أدت إلى نشأة الحياة كما نعرفها.
  • علم الأحياء الغريبة هو منهج لتطوير أنظمة إنتاج صناعية ذات قدرات جديدة من خلال هندسة البوليمرات الحيوية ومقاومة مسببات الأمراض. تحتوي الشفرة الوراثية في جميع الكائنات الحية على 20 حمضًا أمينيًا أساسيًا تُستخدم في تخليق البروتين. في حالات نادرة، يمكن دمج أحماض أمينية خاصة، مثل السيلينوسيستين أو البيروليسين، بواسطة جهاز الترجمة في بروتينات بعض الكائنات الحية. [ 8 ] تُعرف هذه الأحماض الأمينية مجتمعةً باسم الأحماض الأمينية البروتينية الـ 22. [ 9 ] باستخدام أحماض أمينية إضافية من بين أكثر من 700 حمض أميني معروف في الكيمياء الحيوية، يمكن تعديل قدرات البروتينات لإضفاء وظائف تحفيزية أو مادية أكثر كفاءة. على سبيل المثال، يهدف مشروع Metacode، الممول من المفوضية الأوروبية [ 10 ] ، إلى دمج عملية التبادل (وهي وظيفة تحفيزية مفيدة غير معروفة حتى الآن في الكائنات الحية) في الخلايا البكتيرية. كما يمكن لعلم الأحياء الغريبة أن يُحسّن عمليات الإنتاج عن طريق تقليل خطر التلوث الفيروسي أو العاثي في ​​المزارع. نظرياً، لا تكون الخلايا الغريبة بيولوجياً عرضة للتلوث بالفيروسات والبلعميات الموجودة. ويُشار إلى هذا النهج باسم الاحتواء الدلالي.
  • يُتيح علم الأحياء الغريبة إمكانية تصميم "جدار حماية جيني"، وهو نظام احتواء بيولوجي مبتكر، قد يُسهم في تعزيز وتنويع أساليب الاحتواء البيولوجي الحالية. [ 2 ] ومن المخاوف المتعلقة بالهندسة الوراثية والتكنولوجيا الحيوية التقليدية انتقال الجينات الأفقي إلى البيئة والمخاطر المحتملة على صحة الإنسان. ومن المفاهيم الشائعة في علم الأحياء الغريبة تصميم شفرات وراثية وكيمياء حيوية بديلة بحيث يصبح انتقال الجينات الأفقي غير ممكن. [ 11 ] إضافةً إلى ذلك، تسمح الكيمياء الحيوية البديلة أيضًا بظهور كائنات ذاتية التغذية اصطناعية جديدة. وتتمثل الفكرة في إنشاء نظام بيولوجي مستقل لا يتوافق مع الأنظمة الوراثية الطبيعية. [ 12 ]

المنهج العلمي

في علم الأحياء الغريبة، يهدف الباحثون إلى تصميم وبناء أنظمة بيولوجية تختلف عن نظيراتها الطبيعية على مستوى أساسي واحد أو أكثر. ومن الناحية المثالية، ينبغي أن تكون هذه الكائنات الجديدة على الطبيعة مختلفة في كل جانب بيوكيميائي ممكن، وأن تُظهر شفرة وراثية مختلفة تمامًا. [ 13 ] يتمثل الهدف طويل الأمد في بناء خلية تخزن معلوماتها الوراثية ليس في الحمض النووي DNA، بل في بوليمر معلوماتي بديل يتكون من أحماض نووية غريبة (XNA)، وأزواج قواعد مختلفة، باستخدام أحماض أمينية غير تقليدية، وشفرة وراثية معدلة. حتى الآن، تم بناء خلايا تتضمن سمة واحدة أو اثنتين فقط من هذه السمات.

الأحماض النووية الغريبة (XNA)

في الأصل، كان الدافع وراء هذا البحث حول الأشكال البديلة للحمض النووي هو التساؤل عن كيفية تطور الحياة على الأرض، ولماذا تم اختيار الحمض النووي الريبوزي (RNA) والحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين (DNA) من خلال التطور (الكيميائي) على حساب تراكيب الأحماض النووية الأخرى الممكنة. [ 14 ] هناك فرضيتان لاختيار الحمض النووي الريبوزي (RNA) والحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين (DNA) كعمود فقري للحياة: إما أنهما مفضلان في ظل ظروف الحياة على الأرض، أو أنهما كانا موجودين مصادفةً في كيمياء ما قبل الحياة، ولا يزالان يُستخدمان حتى الآن. [ 15 ] وقد أسفرت الدراسات التجريبية المنهجية التي تهدف إلى تنويع التركيب الكيميائي للأحماض النووية عن بوليمرات حيوية معلوماتية جديدة تمامًا. وحتى الآن، تم تصنيع عدد من الأحماض النووية المُصنّعة (XNAs) ذات هياكل كيميائية جديدة أو مجموعات مغادرة جديدة للحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين (DNA)، [ 3 ] [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ] على سبيل المثال: حمض نووي سداسي السكر (HNA)؛ حمض نووي ثريوز (TNA)، [ 19 ] حمض نووي جليكوليك (GNA)؛ حمض نووي سيكلوهكسينيل (CeNA). [ 20 ] تم بالفعل دمج الحمض النووي الموسع (XNA) في بلازميد، والذي يتضمن 3 كودونات من الحمض النووي الموسع (HNA)، في عام 2003. [ 21 ] يُستخدم هذا الحمض النووي الموسع (XNA) في الكائنات الحية (الإشريكية القولونية) كقالب لتخليق الحمض النووي. وقد تم توسيع نطاق هذه الدراسة، التي استخدمت كاسيتًا جينيًا ثنائيًا (G/T) وقاعدتين غير مرتبطتين بالحمض النووي (Hx/U)، لتشمل الحمض النووي الموسع (CeNA)، بينما يبدو أن الحمض النووي الموسع (GNA) غريب جدًا في الوقت الحالي بحيث لا يمكن استخدامه كقالب لتخليق الحمض النووي في النظام البيولوجي الطبيعي. [ 22 ] وبالمثل، يمكن ترجمة القواعد الممتدة باستخدام هيكل الحمض النووي الطبيعي إلى الحمض النووي الطبيعي، وإن كان ذلك على نطاق أضيق. [ 23 ]

إلى جانب استخدامها كامتدادات لسلاسل الحمض النووي DNA، تم اختبار نشاط XNA لاستخدامه كمحفزات جينية . على الرغم من أن البروتينات هي المكونات الأكثر شيوعًا للنشاط الإنزيمي الخلوي ، إلا أن الأحماض النووية تُستخدم أيضًا في الخلية لتحفيز التفاعلات. وجدت دراسة أجريت عام 2015 أن عدة أنواع مختلفة من XNA، أبرزها FANA (أحماض 2'-فلورو أرابينو النووية)، بالإضافة إلى HNA وCeNA وANA (أحماض أرابينو النووية)، يمكن استخدامها لقطع الحمض النووي RNA أثناء معالجة RNA بعد النسخ، حيث تعمل كإنزيمات XNA، ومن هنا جاء اسم XNAzymes. كما أظهرت إنزيمات FANA XNAzymes القدرة على ربط ركائز DNA وRNA وXNA. [ 15 ] على الرغم من أن دراسات XNAzymes لا تزال أولية، إلا أن هذه الدراسة كانت خطوة في اتجاه البحث عن مكونات دوائر اصطناعية أكثر كفاءة من تلك التي تحتوي على نظائر DNA وRNA، والتي يمكنها تنظيم DNA وRNA وركائزها الخاصة، XNA.

توسيع الأبجدية الجينية

بينما عدّلت XNAs الهياكل الأساسية، تستهدف تجارب أخرى استبدال أو توسيع الأبجدية الجينية للحمض النووي بأزواج قواعد غير طبيعية. على سبيل المثال، صُمم حمض نووي يحتوي - بدلاً من القواعد الأربع القياسية A وT وG وC - على ست قواعد هي A وT وG وC، بالإضافة إلى قاعدتين جديدتين هما P وZ (حيث يرمز Z إلى 6-أمينو-5-نيترو3-(1'-pD-2'-ديوكسي ريبوفورانوزيل)-2(1H)-بيريدون، ويرمز P إلى 2-أمينو-8-(1-بيتا-D-2'-ديوكسي ريبوفورانوزيل)إيميدازو[1,2-a]-1,3,5-تريازين-4(8H)). [ 24 ] [ 25 ] [ 26 ] في دراسة منهجية، قام ليكونت وآخرون... تم اختبار جدوى 60 قاعدة مرشحة (تنتج ما يصل إلى 3600 زوج قاعدي) لإمكانية دمجها في الحمض النووي. [ 27 ]

في عام 2002، طوّر هيراو وزملاؤه زوجًا قاعديًا غير طبيعي بين 2-أمينو-8-(2-ثينيل)بيورين (s) وبيريدين-2-ون (y) يعمل في المختبر في النسخ والترجمة لإنتاج شفرة وراثية لتخليق البروتين تحتوي على حمض أميني غير قياسي. [ 28 ] وفي عام 2006، ابتكروا 7-(2-ثينيل)إيميدازو[4,5-b]بيريدين (Ds) وبيرول-2-كربالدهيد (Pa) كزوج قاعدي ثالث للتضاعف والنسخ، [ 29 ] وبعد ذلك، تم اكتشاف Ds و4-[3-(6-أمينوهكساناميدو)-1-بروبينيل]-2-نيتروبيرول (Px) كزوج عالي الدقة في تضخيم تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR). [ 30 ] [ 31 ] في عام 2013، قاموا بتطبيق زوج Ds-Px على توليد الأبتاميرات الحمضية النووية عن طريق الاختيار المختبري (SELEX) وأظهروا أن توسيع الأبجدية الجينية يزيد بشكل كبير من تقارب الأبتاميرات الحمضية النووية مع البروتينات المستهدفة. [ 32 ]

في مايو 2014، أعلن باحثون عن نجاحهم في إدخال نيوكليوتيدين اصطناعيين جديدين إلى الحمض النووي البكتيري، إلى جانب النيوكليوتيدات الأربعة الموجودة طبيعيًا، وبإضافة كل نيوكليوتيد اصطناعي على حدة إلى وسط الاستنبات، تمكنوا من تمرير البكتيريا 24 مرة؛ ولم ينتجوا الحمض النووي الريبوزي الرسول (mRNA) أو البروتينات القادرة على استخدام النيوكليوتيدات الاصطناعية. [ 33 ] [ 34 ] [ 35 ]

بوليميرازات جديدة

لا تتعرف البوليميرازات الطبيعية على الحمض النووي الغريب (XNA) ولا على القواعد غير الطبيعية . ويتمثل أحد التحديات الرئيسية في إيجاد أو ابتكار أنواع جديدة من البوليميرازات القادرة على نسخ هذه التركيبات الجديدة على الطبيعة. في إحدى الحالات، وُجد أن نوعًا مُعدَّلًا من إنزيم النسخ العكسي لفيروس نقص المناعة البشرية قادر على تضخيم قليل النوكليوتيدات الذي يحتوي على نوع ثالث من أزواج القواعد باستخدام تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR). [ 36 ] [ 37 ] وقد أثبت بينهيرو وآخرون (2012) أن طريقة تطوير وتصميم البوليميراز أدت بنجاح إلى تخزين واستعادة المعلومات الوراثية (التي يقل طولها عن 100 زوج قاعدي) من ستة بوليمرات وراثية بديلة تعتمد على بنى أحماض نووية بسيطة غير موجودة في الطبيعة، وهي الأحماض النووية الغريبة . [ 38 ]

هندسة الشفرة الوراثية

أحد أهداف علم الأحياء الغريبة هو إعادة كتابة الشفرة الوراثية . وأكثر الطرق الواعدة لتغيير هذه الشفرة هي إعادة تعيين الكودونات قليلة الاستخدام أو حتى غير المستخدمة. [ 39 ] في السيناريو الأمثل، تُضاف كودون واحد إلى الشفرة الوراثية، وبذلك تُحرر من وظيفتها القديمة وتُعاد تعيينها بالكامل إلى حمض أميني غير قياسي (ncAA) ("توسيع الشفرة"). ولأن هذه الطرق شاقة في تطبيقها، يمكن اللجوء إلى بعض الطرق المختصرة ("هندسة الشفرة")، على سبيل المثال في البكتيريا التي تعاني من نقص في بعض الأحماض الأمينية، حيث تُغذى في مرحلة ما من التجربة بنظائر متماثلة البنية بدلاً من الأحماض الأمينية القياسية التي تعاني من نقص فيها. في هذه الحالة، تُستبدل بقايا الأحماض الأمينية القياسية في البروتينات الأصلية بالأحماض الأمينية غير القياسية. بل من الممكن إدخال عدة أحماض أمينية غير قياسية مختلفة في البروتين نفسه. [ 40 ] أخيرًا، لا يمكن توسيع نطاق الأحماض الأمينية المتعارف عليها من 20 حمضًا فحسب، بل يمكن أيضًا تقليصه إلى 19 حمضًا. [ 41 ] من خلال إعادة تعيين أزواج الحمض النووي الريبوزي الناقل (tRNA)/إنزيم أمينو أسيل-tRNA سينثيتاز، يمكن تغيير خصوصية الكودون. وبالتالي، تستطيع الخلايا المزودة بهذه الإنزيمات قراءة تسلسلات mRNA التي لا تتوافق مع آلية التعبير الجيني الحالية. [ 42 ] قد يؤدي تغيير أزواج الكودون: إنزيمات tRNA سينثيتاز إلى دمج الأحماض الأمينية غير المتعارف عليها في البروتينات داخل الخلايا الحية. [ 43 ] [ 44 ] في الماضي، كانت إعادة تعيين الكودونات تتم بشكل أساسي على نطاق محدود. في عام 2013، أفاد فارين إسحاق وجورج تشيرش من جامعة هارفارد باستبدال جميع كودونات التوقف TAG البالغ عددها 321 في جينوم الإشريكية القولونية بكودونات TAA المترادفة، مما أثبت إمكانية دمج عمليات الاستبدال الواسعة النطاق في سلالات ذات رتبة أعلى دون آثار مميتة. [ 45 ] بعد نجاح هذا الاستبدال الشامل للكودونات في الجينوم، واصل الباحثان العمل ونجحا في إعادة برمجة 13 كودونًا في جميع أنحاء الجينوم، مما أثر بشكل مباشر على 42 جينًا أساسيًا. [ 46 ]

يُعدّ تغيير الكودون الثلاثي إلى كودون رباعي، بل وحتى خماسي، تغييرًا جذريًا في الشفرة الوراثية، وقد كان هذا التغيير رائدًا من قِبل سيسيدو في الأنظمة الخالية من الخلايا [ 47 ] وشولتز في البكتيريا [ 48 ] . أخيرًا، يمكن استخدام أزواج القواعد غير الطبيعية لإدخال أحماض أمينية جديدة في البروتينات [ 49 ] .

التطور الموجه

يمكن تحقيق هدف استبدال الحمض النووي (DNA) بـ XNA عبر مسار آخر، وهو هندسة البيئة بدلاً من الوحدات الجينية. وقد أثبت مارليير وموتزل هذا النهج بنجاح من خلال إنتاج سلالة من بكتيريا الإشريكية القولونية (E. coli) يتكون حمضها النووي من النيوكليوتيدات القياسية A وC وG، ولكنه يحتوي على نظير الثايمين الاصطناعي 5-كلورويوراسيل بدلاً من الثايمين (T) في المواضع المقابلة من التسلسل. وتعتمد هذه الخلايا على 5-كلورويوراسيل المُضاف خارجياً للنمو، ولكنها بخلاف ذلك تبدو وتتصرف كبكتيريا الإشريكية القولونية الطبيعية . ومع ذلك، فإن هذه الخلايا ليست حالياً مكتفية ذاتياً تماماً بقاعدة زينو، إذ لا تزال تنمو على الثايمين عند إضافته إلى الوسط. [ 50 ]

السلامة البيولوجية

صُممت الأنظمة البيولوجية الغريبة لإضفاء الاستقلالية على الأنظمة البيولوجية الطبيعية. فالكائن الحي (الذي لا يزال افتراضيًا) الذي يستخدم الحمض النووي الغريب [ 51 ] ، وأزواج قواعد وبوليميرازات مختلفة، ويحمل شفرة وراثية معدلة، يكاد يكون عاجزًا عن التفاعل مع أشكال الحياة الطبيعية على المستوى الجيني. وبالتالي، تمثل هذه الكائنات البيولوجية الغريبة جيبًا جينيًا معزولًا لا يستطيع تبادل المعلومات مع الخلايا الطبيعية. [ 52 ] يؤدي تغيير الآلية الجينية للخلية إلى احتواء دلالي. قياسًا على معالجة المعلومات في تكنولوجيا المعلومات، يُطلق على مفهوم الأمان هذا اسم "جدار الحماية الجيني". [ 2 ] [ 53 ] يبدو أن مفهوم جدار الحماية الجيني يتغلب على عدد من قيود أنظمة الأمان السابقة. [ 54 ] [ 55 ] وقد تحقق أول دليل تجريبي على المفهوم النظري لجدار الحماية الجيني في عام 2013 من خلال بناء كائن حي مُعاد ترميزه جينوميًا (GRO). في هذا الكائن المعدل وراثيًا (GRO)، استُبدلت جميع كودونات التوقف UAG المعروفة في بكتيريا الإشريكية القولونية بكودونات UAA، مما سمح بحذف عامل الإطلاق 1 وإعادة تعيين وظيفة ترجمة UAG. أظهر الكائن المعدل وراثيًا مقاومة متزايدة لفيروس T7، مما يدل على أن الشفرات الوراثية البديلة تُقلل من التوافق الجيني. [ 56 ] ومع ذلك، لا يزال هذا الكائن المعدل وراثيًا مشابهًا جدًا لسلالته الأصلية الطبيعية، ولا يمكن اعتباره حاجزًا وراثيًا. إن إمكانية إعادة تعيين وظيفة عدد كبير من الثلاثيات تفتح آفاقًا لظهور سلالات تجمع بين الحمض النووي المختلط (XNA)، وأزواج القواعد الجديدة، والشفرات الوراثية الجديدة، وما إلى ذلك، والتي لا يمكنها تبادل أي معلومات مع العالم البيولوجي الطبيعي. بغض النظر عن التغييرات التي تؤدي إلى آلية احتواء دلالية في الكائنات الحية الجديدة، لا يزال يتعين على أي أنظمة كيميائية حيوية جديدة الخضوع لفحص السمية. قد يُمثل الحمض النووي المختلط، والبروتينات الجديدة، وما إلى ذلك، سمومًا جديدة، أو قد يكون لها احتمالية تسبب الحساسية، مما يستدعي التقييم. [ 57 ] [ 58 ]

قضايا الحوكمة والتنظيم

قد يُشكّل علم الأحياء الغريبة تحديًا للإطار التنظيمي، إذ تتناول القوانين والتوجيهات الحالية الكائنات المعدلة وراثيًا، ولا تُشير صراحةً إلى الكائنات المعدلة كيميائيًا أو جينيًا. ونظرًا لعدم توقع ظهور كائنات حقيقية في علم الأحياء الغريبة خلال السنوات القليلة المقبلة، فإن لدى صانعي السياسات متسعًا من الوقت للاستعداد لتحدٍّ حوكمي مُحتمل. منذ عام ٢٠١٢، تناولت المجموعات التالية هذا الموضوع كقضية حوكمة مُتطورة: مستشارو السياسات في الولايات المتحدة [ ٥٩ ] ، وأربعة مجالس وطنية للسلامة البيولوجية في أوروبا [ ٦٠ ] ، والمنظمة الأوروبية للبيولوجيا الجزيئية [ ٦١ ] ، واللجنة العلمية التابعة للمفوضية الأوروبية والمعنية بالمخاطر الصحية الناشئة والمُكتشفة حديثًا (SCENIHR) في ثلاثة آراء (التعريف [ ٦٢ ] ، ومنهجيات تقييم المخاطر وجوانب السلامة [ ٦٣ ] ، والمخاطر التي تُهدد البيئة والتنوع البيولوجي والمرتبطة بالبيولوجيا التركيبية، وأولويات البحث في هذا المجال [ ٦٤ ] ).

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ بوديسا، نيديلكو؛ كوبيشكين، فلاديمير؛ شميدت، ماركوس (22 أبريل 2020). "علم الأحياء الغريب: رحلة نحو أشكال الحياة المتوازية" . ChemBioChem . 21 (16): 2228–2231 . doi : 10.1002/cbic.202000141 . PMID 32323410 . 
  2. 1 2 3 4 5 شميدت، ماركوس (9 مارس 2010). " علم الأحياء الغريب: شكل جديد من أشكال الحياة كأداة قصوى للسلامة البيولوجية" . BioEssays . 32 (4): 322-331 . doi : 10.1002/bies.200900147 . PMC 2909387. PMID 20217844 .  
  3. 1 2 بينهيرو، ف.ب.؛ هوليجر، ب. (2012). "عالم XNA: التقدم نحو تضاعف وتطور البوليمرات الجينية الاصطناعية". الرأي الحالي في البيولوجيا الكيميائية . 16 ( 3-4 ): 245-252 . doi : 10.1016/j.cbpa.2012.05.198 . PMID 22704981 . 
  4. ↑ بين، جيه دي؛ سويتزر، سي؛ تشامبرلين، آر؛ بينر، ستيفن إيه (1992). "دمج حمض أميني غير قياسي في ببتيد بواسطة الريبوسوم من خلال توسيع الشفرة الوراثية". نيتشر . 356 ( 6369): 537-539 . Bibcode : 1992Natur.356..537B . doi : 10.1038/356537a0 . PMID 1560827. S2CID 4286160 .  
  5. ↑ نورين، سي جيه؛ أنتوني-كاهيل، إس جيه؛ غريفيث، إم سي؛ شولتز، بي جي (1989). "طريقة عامة لإدخال الأحماض الأمينية غير الطبيعية في البروتينات في مواقع محددة". مجلة ساينس . 244 (4901): 182-188 . Bibcode : 1989Sci...244..182N . doi : 10.1126/science.2649980 . PMID 2649980 . 
  6. ↑ براون، شون م.؛ ماير-بيكون، كريستوفر؛ فريلاند، ستيفن (ديسمبر 2023). "الأحماض الأمينية الغريبة: نظرة على الكيمياء الحيوية كما لا نعرفها" . مجلة لايف . 13 (12): 2281. arXiv : 2310.15857 . Bibcode : 2023Life...13.2281B . doi : 10.3390 / life13122281 . ISSN 2075-1729 . PMC 10744825. PMID 38137883 .   
  7. ↑ بيس، إن آر (2001). "الطبيعة العالمية للكيمياء الحيوية" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 98 ( 3): 805-808 . رمز Bibcode : 2001PNAS...98..805P . doi : 10.1073/pnas.98.3.805 . PMC 33372. PMID 11158550 .  
  8. ↑ ويلتشي، ب. وبوديسا، ن.، "التاريخ الطبيعي والتطور التجريبي للشيفرة الوراثية". علم الأحياء الدقيقة التطبيقي والتكنولوجيا الحيوية ، 2007. 74: ص 739-53
  9. ^ بيرج ، جيريمي م. تيموشكو، جون L.؛ سترير، لوبيرت (2013). ستراير الكيمياء الحيوية . دوى : 10.1007/978-3-8274-2989-6 . رقم ISBN 978-3-8274-2988-9.
  10. ↑ "Metacode - الصفحة الرئيسية" . Metacode. مؤرشف من الأصل في 19 أكتوبر 2016. تم الاطلاع عليه في 18 أكتوبر 2016 .
  11. ↑ كوبيشكين، ف.؛ أسيفيدو-روشا، سي جي؛ بوديسا، ن. (2017). "حول أحداث الترميز الشاملة في تكوين البروتين" . بيوسيستمز . 164 : 16-25 . doi : 10.1016/j.biosystems.2017.10.004 . PMID 29030023 . 
  12. ↑ هيردوين، ب؛ مارليير، ب (يونيو 2009). "نحو كائنات معدلة وراثيًا آمنة من خلال التنويع الكيميائي للأحماض النووية". الكيمياء والتنوع البيولوجي . 6 (24): 791-808 . doi : 10.1002/cbdv.200900083 . PMID 19554563. S2CID 8572188 .  
  13. ↑ كوبيشكين، ف.؛ بوديسا، ن. (2017). "الاغتراب الاصطناعي للكائنات الحية الدقيقة باستخدام هندسة الشفرة الوراثية: لماذا وكيف؟". مجلة التكنولوجيا الحيوية . 12 (8) 1600097. doi : 10.1002/biot.201600097 . PMID 28671771 . 
  14. ↑ إشنموسر، أ. (1999). "الأسباب الكيميائية لبنية الأحماض النووية" (ملف PDF) . مجلة ساينس . 284 (5423): 2118-2124 . doi : 10.1126/science.284.5423.2118 . PMID 10381870 . 
  15. تايلور ، ألكسندر آي.؛ بينهيرو، فيتور ب.؛ سمولا، ماثيو ج.؛ مورغونوف، أليكسي س.؛ بيك-تشو، سيو؛ كوزنز، كريستوفر؛ ويكس، كيفن م.؛ هيردوين، بيت؛ هوليجر، فيليب (2015). "محفزات من بوليمرات جينية اصطناعية" . مجلة نيتشر . 518 (7539): 427-430 . Bibcode : 2015Natur.518..427T . doi : 10.1038/nature13982 . PMC 4336857. PMID 25470036 .  
  16. ↑ فاستمانز، ك؛ فروين، م؛ كيرمانز، ل؛ وآخرون (2001). "دمج نيوكليوتيدات 1،5-أنهيدروهيكسيتول بواسطة إنزيم النسخ العكسي" . مجلة أبحاث الأحماض النووية . 29 (15): 3154-3163 . doi : 10.1093/nar/29.15.3154 . PMC 55830. PMID 11470872 .   
  17. ↑ جانغ، م؛ وآخرون (2013). "ركيزة اصطناعية لبوليميراز الحمض النووي تختلف عن القواعد والسكر والمجموعة المغادرة لثلاثي فوسفات ديوكسي نيوكليوسيد المتعارف عليه" . الكيمياء والبيولوجيا . 20 (3): 416-23 . doi : 10.1016/j.chembiol.2013.02.010 . PMID 23521798 .  
  18. ↑ بينهيرو، ف.ب.؛ لوكس، د.؛ هوليجر، ب . (2013). "البوليمرات الاصطناعية وإمكاناتها كمواد وراثية". BioEssays . 35 (2): 113-122 . doi : 10.1002/bies.201200135 . PMID 23281109. S2CID 205475355 .  
  19. ↑ إيشيدا، جيه كيه؛ هورهوتا، أ؛ زو، ك؛ وآخرون . (2005). "تخليق الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين عالي الدقة بواسطة بوليميراز ثيرميناتور" . أبحاث الأحماض النووية . 33 (16): 5219-25 . doi : 10.1093/nar/gki840 . PMC 1214552. PMID 16157867 .   
  20. ↑ كيمبينيرز، ف؛ ريندرز، م؛ فروين، م؛ وآخرون (2005). "دراسة بلمرة الحمض النووي الحلقي الهكسينيلية المعتمدة على الحمض النووي وبلمرة الحمض النووي المعتمدة على الحمض النووي الحلقي الهكسينيلية" . أبحاث الأحماض النووية . 33 (12): 3828-3836 . doi : 10.1093/nar/gki695 . PMC 1175020. PMID 16027107 .   
  21. ↑ بوشيه، س.؛ وآخرون (2003). "تضاعف قليل النوكليوتيدات الهكسيتول كمقدمة لانتشار نوع ثالث من الأحماض النووية في الكائنات الحية" . Comptes Rendus Biologies . 326 (12): 1175–84 . doi : 10.1016/j.crvi.2003.10.004 . PMID 14746272 .  
  22. ^ بيزو، فاليري. ليو فنغ وو. أبراموف، ميخائيل؛ فروين، ماثي. هيردوين، بيت؛ مارليير، فيليب (2013). “الأشرطة الجينية الثنائية لاختيار تخليق الحمض النووي XNA-Templated في الجسم الحي” . Angewandte Chemie الطبعة الدولية . 52 (31): 8139-43 . دوى : 10.1002/anie.201303288 . بميد 23804524 . S2CID 205375077 .  
  23. ↑ كروجر، أ. ت.؛ وآخرون (2011). "ترميز النمط الظاهري في البكتيريا ذات المجموعة الجينية البديلة" . مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 133 (45): 18447-51 . Bibcode : 2011JAChS.13318447K . doi : 10.1021 / ja208025e . PMC 3255458. PMID 21981660 .   
  24. ↑ سيسمور، أ.م. وآخرون (2004). "تضخيم الحمض النووي المحتوي على أزواج قواعد غير قياسية باستخدام متغيرات من إنزيم النسخ العكسي لفيروس نقص المناعة البشرية-1" . مجلة أبحاث الأحماض النووية . 32 (2): 728-735 . doi : 10.1093/nar/gkh241 . PMC 373358. PMID 14757837 .   
  25. ↑ يانغ، ز.؛ هوتر، د.؛ شينغ، ب.؛ سيسمور، أ.م.؛ بينر، س.أ. (2006). " نظام معلومات وراثية موسع اصطناعياً: زوج قاعدي جديد بنمط بديل للترابط الهيدروجيني" . أبحاث الأحماض النووية . 34 (21): 6095-101 . doi : 10.1093/nar/gkl633 . PMC 1635279. PMID 17074747 .  
  26. ↑ يانغ، ز.؛ سيسمور، أ.م.؛ شينغ، ب.؛ بوسكار، ن.ل.؛ بينر، س.أ. (2007). "الدمج الأنزيمي لزوج ثالث من القواعد النيتروجينية" . مجلة أبحاث الأحماض النووية . 35 (13): 4238-4249 . doi : 10.1093/nar/gkm395 . PMC 1934989. PMID 17576683 .  
  27. ↑ لوكونت، أ.م.؛ هوانغ، ج.ت.؛ ماتسودا، س.؛ كابيك، ب.؛ هاري، ي.؛ رومسبيرغ، ف.إ. (2008). "اكتشاف وتوصيف وتحسين زوج قاعدي غير طبيعي لتوسيع الأبجدية الجينية" . مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 130 (7): 2336-2343 . Bibcode : 2008JAChS.130.2336L . doi : 10.1021/ ja078223d . PMC 2892755. PMID 18217762 .  
  28. ↑ هيراو، آي.؛ وآخرون (2002). "زوج قاعدي غير طبيعي لإدخال نظائر الأحماض الأمينية في البروتينات". نات . بيوتكنولوجي . 20 (2): 177-182 . doi : 10.1038/nbt0202-177 . PMID 11821864. S2CID 22055476 .   
  29. ↑ هيراو، آي.؛ وآخرون (2006). "نظام أزواج قواعد كارهة للماء غير طبيعي: دمج نظائر النيوكليوتيدات في الحمض النووي DNA والحمض النووي RNA في مواقع محددة". نات . ميثودز . 6 (9): 729-35 . doi : 10.1038/nmeth915 . PMID 16929319. S2CID 6494156 .   
  30. ↑ كيموتو، م.؛ وآخرون (2009). "نظام أزواج قواعد غير طبيعية لتضخيم الحمض النووي بكفاءة عالية وتفعيل جزيئات الحمض النووي" . مجلة أبحاث الأحماض النووية . 37 (2): e14. doi : 10.1093/nar/gkn956 . PMC 2632903. PMID 19073696 .   
  31. ↑ ياماشيغي، ر.؛ وآخرون (2012). "أنظمة أزواج القواعد غير الطبيعية عالية التخصص كزوج قاعدة ثالث لتضخيم تفاعل البوليميراز المتسلسل" . أبحاث الأحماض النووية . 40 (6): 2793-2806 . doi : 10.1093/nar/gkr1068 . PMC 3315302. PMID 22121213 .   
  32. ↑ كيموتو، م.؛ وآخرون (2013). "توليد أبتاميرات الحمض النووي عالية الألفة باستخدام أبجدية جينية موسعة". نات. بيوتكنولوجي . 31 (5): 453-57 . doi : 10.1038/nbt.2556 . PMID 23563318. S2CID 23329867 .   
  33. ↑ بولاك، أندرو (7 مايو 2014). "باحثون يُعلنون عن إنجازٍ هام في ابتكار الشفرة الوراثية الاصطناعية" . نيويورك تايمز . تم الاطلاع عليه بتاريخ 7 مايو 2014 .
  34. ↑ كالاواي، إيوين (7 مايو 2014). "أول حياة ذات حمض نووي 'فضائي'" . مجلة نيتشر . doi : 10.1038/nature.2014.15179 . S2CID 86967999. تاريخ الاسترجاع: 7 مايو 2014 . 
  35. ^ ماليشيف، دينيس أ. دامي، كيرانديب؛ لافيرجن، توماس. تشن، تينججيان؛ داي، نان؛ فوستر، جيريمي م. كوريا، إيفان ر.؛ روميسبيرج ، فلويد إي. (7 مايو 2014). "كائن شبه اصطناعي بأبجدية وراثية موسعة" . طبيعة . 509 (7500): 385–88 . بيب كود : 2014Natur.509..385M . دوى : 10.1038 / طبيعة 13314 . بمك 4058825 . بميد 24805238 .  
  36. ↑ سيسمور، أ.م.؛ بينر، س.أ. (2005). "استخدام نظائر الثيميدين لتحسين تضاعف زوج قاعدي إضافي من الحمض النووي: نظام بيولوجي اصطناعي" . مجلة أبحاث الأحماض النووية . 33 (17): 5640-46 . doi : 10.1093/nar/gki873 . PMC 1236980. PMID 16192575 .  
  37. ↑ هافمان، إس. أ.؛ هوشيكا، إس.؛ هوتر، د.؛ بينر، إس. أ. (2008). "دمج العديد من البسودوثيميدينات المتسلسلة بواسطة بوليميرازات الحمض النووي وتأثيرها على بنية الحمض النووي المزدوج". النيوكليوسيدات والنيوكليوتيدات والأحماض النووية . 27 (3): 261-278 . doi : 10.1080/15257770701853679 . PMID 18260010. S2CID 13771636 .  
  38. ↑ بينهيرو، ف.ب. وآخرون (2012). " بوليمرات جينية اصطناعية قادرة على الوراثة والتطور" . مجلة ساينس . 336 (6079): 341-344 . Bibcode : 2012Sci...336..341P . doi : 10.1126/science.1217622 . PMC 3362463. PMID 22517858 .   
  39. ↑ بوديسا، ن. (2005). هندسة الشفرة الوراثية - توسيع نطاق الأحماض الأمينية لتصميم بروتينات جديدة ، وايلي-في إتش سي فاينهايم، نيويورك، بريسبان، سنغافورة، تورنتو
  40. ↑ هوسل، إم جي؛ بوديسا، ن. (2012). "التطورات الحديثة في هندسة الشفرة الوراثية في الإشريكية القولونية" . الرأي الحالي في التكنولوجيا الحيوية . 23 (5): 751-757 . doi : 10.1016/j.copbio.2011.12.027 . PMID 22237016 . 
  41. ↑ بيزو، ف.؛ غيرينو، ف.؛ لو كير، ج.-ب.؛ فايون، ل.؛ موتزل، ر.؛ مارليير، ب. (2013). "نموذج أيضي لإزالة التربتوفان من الشفرة الوراثية" . التقارير العلمية . 3 : 1359. Bibcode : 2013NatSR...3.1359P . doi : 10.1038 / srep01359 . PMC 3584311. PMID 23447021 .  
  42. ↑ راكهام، أو.؛ ​​تشين، جيه دبليو (2005). "شبكة من أزواج mRNA الريبوسوم المتعامدة. نات". كيم . بيول . 1 (3): 159-166 . doi : 10.1038/nchembio719 . PMID 16408021. S2CID 37181098 .  
  43. ↑ وانغ، ل.؛ بروك، أ.؛ هيربيريش، ب.؛ شولتز، ب.ج. (2001). "توسيع الشفرة الوراثية لبكتيريا الإشريكية القولونية". مجلة ساينس . 292 (5516): 498-500 . Bibcode : 2001Sci...292..498W . doi : 10.1126/science.1060077 . PMID 11313494. S2CID 6702011 .  
  44. ↑ هارتمان، إم سي؛ جوزيفسون، ك؛ لين، سي دبليو؛ زوستاك، جيه دبليو (2007). "مجموعة موسعة من نظائر الأحماض الأمينية للترجمة الريبوزومية للببتيدات غير الطبيعية" . PLOS ONE . 2 (10) e972. Bibcode : 2007PLoSO...2..972H . doi : 10.1371/journal.pone.0000972 . PMC 1989143. PMID 17912351 .  
  45. ↑ لاجوي، إم جيه؛ وآخرون (2013). " الكائنات المُعاد ترميزها جينوميًا تُوسّع وظائفها البيولوجية" . مجلة ساينس . 342 (6156): 357-360 . Bibcode : 2013Sci...342..357L . doi : 10.1126/science.1241459 . PMC 4924538. PMID 24136966 .   
  46. ↑ لاجوي، إم جيه؛ كوسوري، إس؛ موسبرغ، جيه إيه؛ غريغ، سي جيه؛ تشانغ، دي؛ تشيرش، جي إم (2013). "استكشاف حدود إعادة الترميز الجيني في الجينات الأساسية". مجلة ساينس . 342 (6156): 361-363 . Bibcode : 2013Sci...342..361L . doi : 10.1126/science.1241460 . PMID 24136967. S2CID 3211613 .  
  47. ↑ هوهساكا، ت؛ سيسيدو، م (2002). "دمج الأحماض الأمينية غير الطبيعية في البروتينات". الرأي الحالي في الكيمياء الحيوية . 6 (10): 809-15 . doi : 10.1016/s1367-5931(02)00376-9 . PMID 12470735 . 
  48. ↑ أندرسون، جيه سي؛ وو، إن؛ سانتورو، إس دبليو؛ لاكشمان، في؛ كينغ، دي إس؛ شولتز، بي جي (2004). "شفرة وراثية موسعة مع كودون رباعي وظيفي" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 101 ( 20): 7566-7571 . Bibcode : 2004PNAS..101.7566A . doi : 10.1073/pnas.0401517101 . PMC 419646. PMID 15138302 .  
  49. ^ هيراو، أنا؛ أوتسوكي، تي؛ فوجيوارا، تي؛ ميتسوي، تي؛ يوكوجاوا، تي؛ أوكوني، تي؛ ناكاياما، ح؛ تاكيو، ك. يابوكي، تي؛ كيجاوا، تي؛ كوداما، ك. يوكوجاوا، تي؛ نيشيكاوا ، ك. يوكوياما، س (2002). "زوج أساسي غير طبيعي لدمج نظائر الأحماض الأمينية في البروتينات". نات. التكنولوجيا الحيوية . 20 (2): 177-82 . دوى : 10.1038/nbt0202-177 . بميد 11821864 . S2CID 22055476 .  
  50. ↑ مارليير، ب.؛ وآخرون (2011). "التطور الكيميائي لجينوم البكتيريا" . Angewandte Chemie International Edition . 50 (31): 7109–14 . doi : 10.1002/anie.201100535 . PMID 21710668 .  
  51. ↑ هيردوين، ب. ومارليير، ب. (2009) نحو كائنات معدلة وراثيًا آمنة من خلال التنويع الكيميائي للأحماض النووية. التنوع البيولوجي الكيميائي 6، 791-808
  52. ↑ مارليير، ب (2009). "كلما ابتعدت، كان ذلك أكثر أمانًا: بيان لتوجيه الأنواع الاصطناعية بأمان بعيدًا عن عالم الأحياء القديم" . بيولوجيا التركيب النظامية . 3 ( 1-4 ): 77-84 . doi : 10.1007/s11693-009-9040-9 . PMC 2759432. PMID 19816802 .  
  53. ↑ أسيفيدو-روشا، سي جي؛ بوديسا، ن (2011). "على الطريق نحو الكائنات المعدلة كيميائيًا والمزودة بجدار حماية جيني". Angewandte Chemie International Edition . 50 (31): 6960–6962 . doi : 10.1002/anie.201103010 . PMID 21710510 . 
  54. ↑ مو-بيرنز، جي إتش؛ ديفيس، آر؛ هاينز، كيه إيه (2013). " إعداد البيولوجيا التركيبية للعالم" . فرونت ميكروبيول . 4 : 5. doi : 10.3389/fmicb.2013.00005 . PMC 3554958. PMID 23355834 .  
  55. ↑ رايت، أو؛ ستان، جي بي؛ إليس، تي (2013). "دمج السلامة البيولوجية في البيولوجيا التركيبية" . علم الأحياء الدقيقة . 159 (7): 1221-35 . doi : 10.1099/mic.0.066308-0 . PMID 23519158 . 
  56. ↑ لاجوي، إم جيه؛ وآخرون (2013). " الكائنات المُعاد ترميزها جينوميًا تُوسّع وظائفها البيولوجية" . مجلة ساينس . 342 (6156): 357-360 . Bibcode : 2013Sci...342..357L . doi : 10.1126/science.1241459 . PMC 4924538. PMID 24136966 .   
  57. ↑ شميدت م، باي ل. 2011. علم السموم التركيبي: حيث تلتقي الهندسة بالبيولوجيا وعلم السموم. العلوم السمية 120(S1)، S204–24
  58. ↑ شميدت م. 2013. حماية الجدار الناري الجيني باستخدام علم الأحياء الغريب. في: ISGP. 2013. حدود القرن الحادي والعشرين / البيولوجيا التركيبية: التركيز على المسؤولية والحوكمة.
  59. ↑ ISGP. 2013. حدود القرن الحادي والعشرين/علم الأحياء التركيبي: التركيز على المسؤولية والحوكمة. مؤرشف في 2 ديسمبر 2013، على موقع Wayback Machine ، الصفحات 55-65
  60. ^ باولس، ك. وآخرون . (2013). "تقرير الحدث: ورشة عمل SynBio (باريس 2012) - تحديات تقييم المخاطر في البيولوجيا التركيبية" . Journal für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit . 8 (3): 215–26 . دوى : 10.1007/s00003-013-0829-9 . S2CID 8412183 .  
  61. ↑ غارفينكل م. (2013) الاحتواء البيولوجي للكائنات الدقيقة الاصطناعية: العلم والسياسة. تقرير عن ورشة عمل استراتيجية مشتركة بين المؤسسة الاجتماعية الأوروبية ومؤسسة LESC
  62. ↑ فيرمير تي وآخرون، 2014. الرأي النهائي بشأن البيولوجيا التركيبية: التعريف . اللجنة العلمية المعنية بالمخاطر الصحية الناشئة والمحددة حديثًا (SCENIHR)
  63. ↑ فيرمير تي وآخرون، 2015. الرأي النهائي بشأن البيولوجيا التركيبية II: منهجيات تقييم المخاطر وجوانب السلامة. اللجنة العلمية المعنية بالمخاطر الصحية الناشئة والمستجدة (SCENIHR)
  64. ↑ فيرمير تي وآخرون، 2015. الرأي النهائي بشأن البيولوجيا التركيبية III: المخاطر البيئية والتنوع البيولوجي المرتبطة بالبيولوجيا التركيبية وأولويات البحث في مجال البيولوجيا التركيبية. اللجنة العلمية المعنية بالمخاطر الصحية الناشئة والمستجدة (SCENIHR)
  • دي لورينزو، فيكتور؛ شميدت، ماركوس (أبريل 2016). "الميكروبات الاصطناعية الطليقة: خيارات احتواء الكائنات الدقيقة المُهندسة بدقة". الرأي الحالي في التكنولوجيا الحيوية . 38 : 90-96 . doi : 10.1016/j.copbio.2016.01.006 . PMID 26874261 .