Ein Team von Forschern der Columbia University und Harvard hat erstmals versucht, den universellen genetischen Code von 20 auf 19 Aminosäuren zu reduzieren – konkret durch Elimination von Isoleucin. Isoleucin ist eine von drei strukturell sehr ähnlichen hydrophoben Aminosäuren (neben Leucin und Valin) und wurde im E.-coli-Genom als die am häufigsten gegen andere ausgetauschte Aminosäure identifiziert. Als Testfeld wählten die Wissenschaftler die kleine Untereinheit des Ribosoms, dessen 21 Proteine genetisch geclustert vorliegen. Ein einfacher Isoleucin-zu-Valin-Tausch funktionierte bei 18 der 50 Ribosomproteine problemlos, verlangsamte das Zellwachstum bei 19 weiteren und war bei 13 letal. Für die verbleibenden 32 problematischen Proteine setzten die Forscher vier verschiedene Deep-Learning-Proteindesign-Softwarepakete ein, die iterativ alternative Sequenzen ohne Isoleucin vorschlugen. So konnten 25 der 32 Proteine erfolgreich neu designt werden. Bei weiteren Problemfällen wurde die räumliche Umgebung der Isoleucin-Position im 3D-Strukturmodell berücksichtigt, um kompensierende Mutationen zu finden – was bei vier von fünf verbliebenen Proteinen gelang. Das Projekt testet gleichzeitig evolutionäre Hypothesen, wonach frühe Lebensformen mit einem kleineren Aminosäure-Repertoire auskamen.