Перше життя з чужими ДНК Nature News; Прокоментуйте
Спроектована бактерія здатна копіювати ДНК, яка містить неприродні генетичні літери.
Інструменти статті
Додавання нових букв до „алфавіту життя” може дати можливість біологам значно розширити діапазон білків, які вони могли б синтезувати.
Протягом мільярдів років історія життя писалася лише чотирма літерами - A, T, C і G, мітками, що даються субодиницям ДНК, що містяться у всіх організмах. Цей алфавіт щойно зріс, повідомляють дослідники, завдяки створенню живої клітини, яка має два `` чужорідні '' будівельні блоки ДНК у своєму геномі.
Інші вчені вважають цей прорив кроком до синтезу клітин, здатних виводити ліки та інші корисні молекули. Це також підвищує ймовірність того, що колись клітини можуть бути спроектовані без жодної з чотирьох основ ДНК, що використовуються усіма організмами на Землі.
"Зараз у нас є жива клітина, яка буквально зберігає збільшену генетичну інформацію", - говорить Флойд Ромесберг, хімік-біолог з Науково-дослідного інституту Скриппса в Ла-Хойї, штат Каліфорнія, який керував 15-річною роботою. Їхні дослідження з'являються сьогодні в Інтернеті в Природа 1 .
Кожен ланцюг подвійної спіралі ДНК має хребет молекул цукру і прикріплених до нього хімічних субодиниць, відомих як основи. Існує чотири різні основи: аденин (A), тимін (T), цитозин (C) та гуанін (G). Ці літери представляють код амінокислотних будівельних блоків, що складають білки. Основи пов'язують два ланцюги ДНК разом, причому A завжди зв’язується з T на протилежному ланцюгу (і навпаки), а C і G роблять те саме.
Підкаст природи
Івен Каллавей запитав Флойда Ромесберга, як працює його чужа ДНК.
Букви з пробірки
Вперше вчені поставили під сумнів питання про те, чи може життя зберігати інформацію за допомогою інших хімічних груп у 1960-х. Але лише в 1989 році Стівен Беннер, який тоді працював у Швейцарському федеральному технологічному інституті в Цюріху, та його команда вмовляли модифіковані форми цитозину та гуаніну в молекули ДНК. В реакціях пробірки нитки, виготовлені з цих «забавних букв», як їх називає Беннер, копіювали себе та кодували РНК та білки 2 .
Бази, розроблені командою Ромесберга, є більш чужими, майже не схожими на хімічні речовини з чотирма природними, говорить Беннер. У статті 2008 року та в подальших експериментах група повідомляла про спроби об'єднати хімічні речовини зі списку 60 кандидатів та проаналізувати 3600 отриманих комбінацій. Вони визначили пару баз, відомих як d5SICS і dNaM, які виглядали перспективними 3. Зокрема, молекули повинні були бути сумісними з ферментативним механізмом, який копіює та перекладає ДНК.
"Ми тоді навіть не думали, що ми можемо перейти в організм за допомогою цієї базової пари", - каже Денис Малишев, колишній аспірант в лабораторії Ромесберга, який є першим автором нової статті. Працюючи з реакціями пробірки, вченим вдалося домогтися того, щоб їх неприродна основа основ самокопіювалась і була транскрибована в РНК, що вимагало розпізнавання основ ферментами, які еволюціонували для використання A, T, C та G.