Учените са създали изкуствен носител на генетична информация

Алтернатива на естествените носители на генетична информация ДНК и РНК са ксенонуклеиновите киселини (синтезирани в лаборатория), които са способни да предават генетична информация. Те могат да бъдат трансформирани в различни биологично полезни форми чрез „насочена еволюция“ и използвани като биосензори.

Международна група изследователи от САЩ, Англия, Белгия и Дания публикува в списание Science news синтезирани от тях молекули, които имат всички шансове да действат като алтернатива на РНК и ДНК.

Въпросът дали подобни алтернативи могат да съществуват отдавна е обект на много изследвания и ожесточени дебати в научната общност. Един от авторите на изследването е Джон Чапат, учен от Института по биосинтез (Южен университет на Аризона).

Неотдавна той предположи, че една от тези алтернативи би била треозата нуклеинова киселина (треозата е една от простите захари с формула C4H8O4).

Сега той продължава да разработва собствените си експерименти като част от европейска група, работеща по по-общ въпрос: ксенонуклеинови киселини (XNA), с други думи, чужди нуклеинови киселини, молекули, които не съществуват в природата, въпреки че по същия начин като РНК и ДНК, те са способни да съхраняват и предават генетична информация.

Сега, за първи път, тази група демонстрира набор от шест такива „неестествени“ полимера на нуклеинови киселини, които е разработила.

Създаването на ксеносъщества на тяхна основа, което е първото нещо, което идва на ум на кореспондентите, все още е твърде фантастично и невъзможно, а изследователите, разбира се, дори не са го оценили.

Учените бяха доволни от това, което може да се направи с XNA днес. Оказва се, че една от тях може да бъде трансформирана във всякакви биологично полезни форми, използвайки „насочена еволюция“.

Така, в лабораторията, наред с други неща, са създадени така наречените аптамери на нуклеинови киселини, необичайни химични сензори, които реагират на появата на специфично химично съединение. В конвенционалната генетика те се използват например за търсене на дефекти в ДНК или за реагиране на появата на съединения, към които са настроени, чрез изключване на съответните гени. Разработените от групата ксено-аптамери са способни не само да участват в подобни генетични действия, но и да действат като антитела, намирайки и свързвайки подходящи молекули с най-висока ефективност.

Джон Чапат признава, че XNA може да се използва за създаване на нови видове диагностика и нови ксено-биосензори, които ще могат да работят дори по-ефективно от естествените, тъй като естествените ензимни пазачи, конфигурирани да унищожават чужда ДНК и РНК, няма да ги забележат.

Експерименталната ксенобиология е нова наука, чието начало е поставено с тази работа, и според Чепет, ще направи възможно създаването на нечувани досега терапевтични методи в бъдеще.

Тази работа върху ксенонуклеиновите киселини дава вероятен отговор на друг интересен въпрос, който измъчва всички генетици от десетилетия: как са възникнали ДНК и РНК на Земята.

В края на миналия век учените научили, че ДНК най-вероятно е възникнала след по-малко сложна РНК, но не разбирали как РНК, която е и най-сложната молекула, би могла да бъде създадена в природата. Академик А. Спирин, водещият световен експерт по РНК, веднъж заявил, че е прекарал 2 години от живота си по този въпрос и е научил, че произволен синтез на РНК може да се е случил за време, много по-голямо от времето на съществуване на цялата Вселена. Вероятността за това събитие е много по-малка от вероятността маймуна да напише „Война и мир“.

Според една теория, молекулите на РНК са били предшествани от още по-прости молекули – пре-РНК, но тази теория е имала голям брой несъответствия, които се отстраняват, ако си представим, че между пре-РНК и РНК е имало друг посредник – някакво ксеногенетично вещество – ксенонуклеинова киселина.

Този посредник, според Чепет, определено би могъл да бъде неговата любима треозна нуклеинова киселина (TNA).

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