Ein Forschungsteam der University of California, Berkeley, des Pasteur-Instituts und weiterer Institutionen veröffentlichte seine Ergebnisse in der Fachzeitschrift *Science* und enthüllte damit einen neuen Mechanismus zur Erweiterung des genetischen Codes in archaischen Mikroorganismen. Die Studie zeigte, dass mehrere archaische Gruppen Pyrrolidon in ihre Proteinsequenzen integrieren, indem sie Stoppcodons neu codieren.

Das Forschungsteam fand heraus, dass dieses Phänomen der genetischen Codeerweiterung im Laufe der archaischen Evolution mehrfach unabhängig voneinander auftrat. IGI-Forscherin Jill Banfield erklärte: „Ein erweiterter genetischer Code bedeutet, dass die DNA anders gelesen wird als erwartet. Bisher war nur ein genetischer Code in Archaeen bekannt, diese Arbeit beschreibt jedoch einen neuen.“ Diese Entdeckung korrigiert frühere Fehlvorstellungen über die Proteinzusammensetzung dieser Mikroorganismen.

Dieser Mechanismus zur Erweiterung des genetischen Codes wird häufig in Archaeen genutzt, die am Methanstoffwechsel beteiligt sind. Diese Mikroorganismen spalten Methylaminverbindungen in ihrer Umgebung mithilfe von Pyrrolidon-haltigen Enzymen und wandeln sie in Methan um. Die genaue Analyse dieser genetischen Codeerweiterungen trägt zu einem tieferen Verständnis der Mechanismen bei, durch die Mikroorganismen zu Treibhausgasemissionen beitragen.

Ein Chemikerteam der University of California, Berkeley, unter der Leitung von Alana Shepats, validierte experimentell das Potenzial dieses genetischen Codeerweiterungssystems. Die Forscher erreichten die vollständige Expression eines fluoreszierenden Proteins, indem sie das Pyrrolysin-Synthesesystem von Archaeen in *E. coli* einführten. Shepats bemerkte: „Die in dieser Studie entdeckten Organismen scheinen einen natürlichen Weg gefunden zu haben, dieses Problem zu lösen. Dies zeigt, wie die Biologie die Geheimnisse für Innovationen in der Biotechnologie birgt.“ Die Technologie der genetischen Codeerweiterung bietet Werkzeuge zur Unterstützung des Designs neuartiger Proteine. Seit Peter Schultz vor 25 Jahren Pionierarbeit auf diesem Gebiet leistete, haben Forscher erfolgreich Hunderte nicht-natürlicher Aminosäuren in Proteinsequenzen eingeführt. Diese neue Entdeckung zur Erweiterung des genetischen Codes dürfte den biomedizinischen Bereich weiter voranbringen und die Entwicklung neuartiger Antikörpermedikamente und Immuntherapien beschleunigen.

Weitere Informationen: Veronika Kivenson et al., „The Genetic Code of Archaea with All TAG Codons Being Pyrrolysine“, *Science* (2025). Zeitschrifteninformationen: *Science*