Как многие могут знать из фильма GATTACA, вся ДНК состоит из нуклеотидов, содержащих одно из четырех оснований: A, C, G и T. Эти буквы являются «планом» жизни, которая развивалась на протяжении миллиардов лет, соединяясь для создания Отличительная структура двойной спирали ДНК. Но, как сообщает Сара Каплан для The Washington Post, исследователи добавили две новые буквы в короткий алфавит ДНК, создавая бактерии, которые могут синтезировать аминокислоты, которые обычно не вырабатываются живыми организмами.
По данным Associated Press, в 2014 году исследователи, такие как Исследовательский институт Скриппса в Ла-Холье, Калифорния, смогли добавить две новые основы, называемые X и Y, в ДНК лабораторного штамма бактерий E. coli. Как сообщает Каплан, эти бактерии были нестабильны, теряя свои X и Y через несколько дней.
Ранее в этом году команда наконец-то смогла создать стабильную форму этих модифицированных бактерий, но обновленная версия все еще не может использовать ее синтетические основы, сообщает Ewen Callaway из Nature . Однако в последнем эксперименте кишечная палочка фактически смогла использовать свой расширенный алфавит для создания неестественных аминокислот, которые в сочетании с другими производили светящиеся зеленые белки. Исследование появляется в журнале Nature .
Согласно AP, это все еще первые годы, но цель этого типа программирования искусственной ДНК состоит в том, чтобы создать организмы, способные производить соединения, которые могут иметь широкий спектр целей, включая дизайнерские лекарства или биотопливо. Возможно, исследователи могли бы даже создать организмы, способные атаковать раковые клетки или поглощать разливы нефти.
Как сообщает Callaway, четыре встречающиеся в природе ДНК-основания могут объединяться в 64 различных трехбуквенных пары, также известные как кодоны, рецепт аминокислоты. Но поскольку несколько разных кодонов создают одну и ту же аминокислоту, только 20 аминокислот составляют основу почти всех белков в природе. Добавление пары XY в систему может добавить к смеси еще 100 аминокислот.
«Это волновой фронт; это край науки », - говорит Каплан в Техасском университете в Остине, биохимике Эндрю Эллингтоне, не участвующем в исследованиях. «Мы лучше учимся проектировать живые системы».
Команда Scripps - не единственная группа, работающая над синтетической ДНК. Каллавей сообщает, что ученые модифицировали основы ДНК с 1989 года и что исследователи из Института биоинженерии и нанотехнологий в Сингапуре создали аналогичную систему в пробирках, а не в живых клетках.
Не все уверены, что команда совершила прорыв. Стив Беннер, биохимик из Фонда прикладной молекулярной эволюции, говорит Каплану, что он думает, что естественная ДНК кишечной палочки производит аминокислоты, несмотря на наличие чужеродной ДНК в смеси. Но Флойд Ромесберг, руководитель исследовательской лаборатории в Scripps, где ведется работа, возражает, что светящийся зеленый белок является доказательством того, что кишечная палочка использует основания X и Y для производства неестественной аминокислоты. Каллавей отмечает, что другие критики считают, что способ слипания основ X и Y - метод, похожий на способ слипания смазки - недостаточно стабилен для того, чтобы система этого типа стала более сложной.
Даже если этот конкретный метод не приведет к революции дизайнерских наркотиков, эксперимент повышает вероятность того, что могут существовать альтернативные формы жизни, основанные на сходной, но другой ДНК-подобной системе. «Это говорит о том, что, если бы жизнь развивалась в другом месте, она могла бы сделать это, используя совершенно разные молекулы или разные силы», - говорит Ромесберг Антонио Регаладо на MIT Technology Review. «Жизнь, какой мы ее знаем, может быть не единственным решением, а может и не лучшим».
