在合成生物学与工业生物制造领域，密码子优化是提升外源基因表达水平的关键环节。然而，传统方法往往依赖高频密码子替换，这一策略虽然能够在一定程度上提高表达效率，但可能破坏自然序列中与蛋白折叠和翻译动力学相关的“稀有密码子簇”，产生不表达或低表达现象。
近日，中国科学院天津工业生物技术研究所研究员江会锋团队在密码子优化研究方面取得进展。研究团队开发出基于深度学习的密码子优化模型DeepCodon。该模型在提升密码子偏好性的同时，尽可能保留功能相关的稀有密码子特征，为工程菌株序列设计提供了新思路。
DeepCodon以人工智能学习密码子选择规律为基础，建立从蛋白质到编码序列的“翻译映射”。在大规模序列数据训练的基础上，研究团队对高表达基因进行微调，使模型在生成合理密码子序列的同时能够兼顾高表达性能。进一步，DeepCodon引入条件概率策略，优先保护进化上保守、与功能相关的稀有密码子簇，避免传统方法过度使用高频密码子带来的翻译拥堵和错误折叠风险。
在实验验证中，研究团队分别利用DeepCodon与传统方法优化20个基因，并在大肠杆菌中表达。结果显示，9个DeepCodon优化基因表达高于传统方法，10个基因与传统方法相当，仅1个基因低于传统方法。目前，该工具主要面向大肠杆菌应用场景，并提供免费在线密码子优化服务。
相关成果已发表在《生物设计研究》（BioDesign Research）上。研究工作得到国家自然科学基金和中国科学院战略性先导科技专项的支持。
蛋白表达密码子优化服务
论文链接
DeepCodon示意图
近日，复旦大学马余刚院士团队和纽约州立大学石溪分校贾江涌教授团队合作在RHIC-STAR国际合作组首次基于高能重离子碰撞方 11月6日，中国科学院上海有机化学研究所刘文课题组在《自然-合成》（Nature Synthesis）上，在线发表了题为Analysis of siderochelin biosynthesis reveals that a type II polyketide synthase catalyses diketide fo 薛定谔提出生命以负熵为生。普里高津提出耗散结构理论，进一步阐释了能量在有序结构演化中的作用。生物组装体展现出这种能量耗散的特性。当前，科学家借助化学手段，构建了多种耗散组装体系，获得了瞬态结构和性质。而 本报北京11月11日讯（记者 林焕新）11月8日，十四届全国人大常委会第十二次会议表决通过了《中华人民共和国学前教育法》（以下简称“学前教育法”），标志着学前教育步入“有专门法可依”新阶段。今天，教育部召开新闻发布会，解 当地时间11月1日，教育部副部长陈杰在巴西福塔莱萨出席二十国集团（G20）教育部长会议和2024年全球教育会议期间，会见英国教育部国务大臣雅基·史密斯。双方就尽快重启中英教育部长级磋商机制达成一致，并同意在此基础上探 中国教育报-中国教育新闻网讯（记者 史望颖 通讯员 金挺 陈波）“在一个小时内，我们完成了‘盛世芳华’插花作品，让这个源于‘两山理论’灵感的花艺展示在世界舞台上绽放。”近日，随着宁波城市职业 。本文链接：研究开发基于深度学习的密码子优化模型http://www.sushuapos.com/show-12-1768-0.html
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