科学探索|新的机器人平台加速了实验室中分子的定向进化( 二 ) 新的机器人平台加速了实验室

DeBenedictis说："机器人可以通过测量这个读数来照看这个病毒群体，这使它能够看到这些病毒是否表现良好，或者它们是否真的在挣扎，需要做一些事情来帮助它们。"
如果病毒在挣扎着生存，意味着目标蛋白没有以理想的方式进化，机器人可以帮助它们免于灭绝，用不同的菌种替换它们正在感染的细菌，使病毒更容易复制。这可以防止种群灭绝，这是许多定向进化实验失败的一个原因。
"我们可以实时调整这些进化，直接响应这些进化的发生情况， "Chory说。"我们可以知道一个实验何时成功，我们可以改变环境，这给了我们更多的尝试机会，这从生物工程的角度和基础科学的角度来看都是很好的。"
【科学探索|新的机器人平台加速了实验室中分子的定向进化】新颖的分子

在这项研究中，研究人员利用他们的新平台设计了一种分子，使病毒能够以一种新的方式对其基因进行编码。所有生物体的遗传密码规定，三个DNA碱基对指定一个氨基酸。然而，麻省理工学院的团队能够进化出几个病毒转移RNA（tRNA）分子，这些分子读取四个DNA碱基对而不是三个。
在另一个实验中，他们进化出一种分子，使病毒能够将一种合成氨基酸纳入它们制造的蛋白质中。所有的病毒和活细胞都使用相同的20种自然发生的氨基酸来构建它们的蛋白质，但是麻省理工学院的团队能够生成一种酶，能够纳入一种额外的氨基酸，称为Boc-lysine 。
研究人员现在正在使用PRANCE来尝试制造新型的小分子药物。研究人员说，这种大规模定向进化的其他可能应用包括尝试进化出能更有效地降解塑料的酶，或能编辑表观基因组的分子，类似于CRISPR能编辑基因组的方式。
有了这个系统，科学家还可以更好地了解导致特定进化结果的逐步过程。因为他们可以平行研究如此多的种群，他们可以调整突变率、原始种群的大小和环境条件等因素，然后分析这些变化如何影响结果。这种类型的大规模受控实验可以使他们有可能回答关于进化如何自然发生的基本问题。
Chory说："我们的系统使我们能够实际进行这些进化，对系统中发生的事情有更多的了解。我们可以了解到进化的历史，而不仅仅是终点。"