Un equipo de investigadores de la Universidad de Pekín, liderado por Chen Peng y Yi Chengqi, ha desarrollado una innovadora estrategia de expansión del código genético que permite la incorporación precisa de aminoácidos no canónicos (ncAAs) en células de mamíferos, superando las limitaciones impuestas por la interferencia en la terminación de la traducción. Este avance se publica en la revista Nature y representa un hito en la ingeniería de proteínas y en los estudios funcionales en sistemas biológicos complejos.
La metodología propuesta utiliza codones de RNA modificados post-transcripcionalmente, que son distintos de los 64 codones genéticos estándar, para codificar ncAAs en transcripciones específicas. Esta plataforma versátil establece un nuevo paradigma para la expansión del código genético en células de mamíferos, abriendo la puerta a nuevas oportunidades en la personalización de funciones proteicas mediante quimias innovadoras.
Detalles de la Metodología
Los investigadores han diseñado un sistema de expansión del codón de RNA (RCE) que asigna codones de RNA modificados por pseudouridina (ΨCodons: ΨGA, ΨAA, ΨAG) como nuevos codones «vacíos» para la incorporación de ncAAs en células de mamíferos, independientemente del uso de codones endógenos. Este sistema se compone de tres componentes esenciales: un RNA guía programable para la instalación dirigida de ΨCodons, un tRNA decodificador específicamente diseñado para el reconocimiento de ΨCodons, y una sintasa de aminoacilo-tRNA dedicada para la decodificación. Cada tRNA decodificador mostró una fuerte preferencia por su correspondiente ΨCodon, asegurando la ortogonalidad dentro del translatoma de mamíferos.
Los análisis de perfilado de ribosomas y proteómica revelaron que el sistema RCE(ΨGA) logra una alta especificidad en la incorporación de ncAAs, preservando al mismo tiempo el codón de parada UGA, que constituye aproximadamente el 52% de los codones de parada en el genoma humano. Además, las tres parejas ΨCodon-tRNA decodificadores demostraron ser mutuamente ortogonales, permitiendo la incorporación específica de múltiples ncAAs con cadenas laterales distintas en proteínas de mamíferos. Este enfoque también es compatible con los sistemas tradicionales de expansión del código genético, lo que permite la incorporación dual de ncAAs en células individuales.
El trabajo establece al RCE como una plataforma robusta y versátil para la expansión programable del código genético en sistemas eucariotas, facilitando la modificación específica de proteínas y estudios funcionales en contextos biológicos complejos.
