Учені створили штучний носій генетичної інформації

Альтернативою природним носіям генетичної інформації ДНК та РНК є ксенонуклеїнові кислоти (синтезовані в лабораторії), які здатні передавати генетичну інформацію. Їх можна перетворити в різні біологічно корисні форми за допомогою «спрямованої еволюції» та використовувати як біосенсори.

Міжнародна група дослідників зі США, Англії, Бельгії та Данії опублікувала в журналі Science news інформацію про синтезовані ними молекули, які мають усі шанси виступати альтернативою РНК та ДНК.

Питання про те, чи можуть існувати такі альтернативи, вже давно є предметом численних досліджень та запеклих дискусій у науковій спільноті. Одним з авторів дослідження був Джон Чапат, науковець Інституту біосинтезу (Південний університет Аризони).

Нещодавно він припустив, що однією з таких альтернатив буде нуклеїнова кислота треоза (треоза — один із простих цукрів із формулою C4H8O4).

Зараз він продовжує розробляти власні експерименти в рамках європейської групи, яка працює над більш загальним питанням: ксенонуклеїновими кислотами (XNA), іншими словами, чужорідними нуклеїновими кислотами, молекулами, яких не існує в природі, хоча, так само як РНК і ДНК, вони здатні зберігати та передавати генетичну інформацію.

Тепер ця група вперше продемонструвала набір із шести таких «неприродних» полімерів нуклеїнових кислот, які вона розробила.

Створення ксеноістот на їх основі, що перше спадає на думку кореспондентам, поки що надто фантастичне та неможливе, а дослідники, звісно, навіть не оцінили його.

Вчені були задоволені тим, що можна зробити з XNA сьогодні. Виявляється, що одну з них можна перетворити на всілякі біологічно корисні форми за допомогою «спрямованої еволюції».

Так, у лабораторії, серед іншого, були створені так звані аптамери нуклеїнових кислот – незвичайні хімічні сенсори, що реагують на появу певної хімічної сполуки. У звичайній генетиці їх використовують, наприклад, для пошуку дефектів у ДНК або реагування на появу сполук, на які вони налаштовані, шляхом вимкнення відповідних генів. Розроблені групою ксеноаптамери здатні не лише брати участь у подібних генетичних діях, вони можуть діяти як антитіла, знаходячи та зв'язуючи відповідні молекули з найвищою ефективністю.

Джон Чапат визнає, що XNA може бути використана для створення нових видів діагностики та нових ксено-біосенсорів, які зможуть працювати ще ефективніше, ніж природні, оскільки природні ферментні охоронці, налаштовані на знищення чужорідної ДНК та РНК, їх не помітять.

Експериментальна ксенобіологія — це нова наука, започаткована цією роботою, і, за словами Чепета, вона дозволить створити раніше нечувані терапевтичні методи в майбутньому.

Ця робота про ксенонуклеїнові кислоти дає ймовірну відповідь на ще одне цікаве питання, яке мучило всіх генетиків протягом десятиліть: як ДНК і РНК виникли на Землі.

Наприкінці минулого століття вчені дізналися, що ДНК, найімовірніше, виникла після менш складної РНК, але вони не розуміли, як РНК, також найскладніша молекула, могла бути створена в природі. Академік А. Спірін, провідний світовий експерт з РНК, якось заявив, що витратив 2 роки свого життя на це питання і дізнався, що випадковий синтез РНК міг відбутися за час, набагато більший за час існування всього Всесвіту. Ймовірність цієї події набагато менша за ймовірність того, що мавпа напише «Війну і мир».

Згідно з однією з теорій, молекулам РНК передували ще простіші молекули – пре-РНК, але ця теорія мала велику кількість невідповідностей, які усуваються, якщо уявити, що між пре-РНК і РНК існував ще один посередник – якась ксеногенетична речовина – ксенонуклеїнова кислота.

Цим посередником, за словами Чепета, цілком може бути його улюблена треозонуклеїнова кислота (ТНК).

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ]