Създадоха синтетична ДНК, която еволюира

Всяко живо същество на Земята използва ДНК или РНК за преносител на генетичните инструкции за живота. Тези две нуклеинови киселини са изградени от различни захари – ДНК използва дезоксирибоза, а РНК – рибоза. Сега обаче учените откриват, че поне шест други вида захари също могат да се използват за съхраняване и възстановяване на генетична информация, съобщава „Попюлар меканикс“. Те са създали ДНК молекули, като са заменили дезоксирибозата с шест други захари като хекситол, треоза и арабиноза. Тези шест вида синтетични генетични вериги са наречени ксено-ДНК (или ксенонуклеинови киселини, от гр. „ксено“ - „чужд“).
Не за първи път генетиците разработват синтетични нуклеинови киселини в лаборатория. По-рано учени създадоха ДНК с различни видове базови двойки от традиционните А-Т и Ц-Г, а други получиха ксено-ДНК с чужди захари. Джон Чапът – молекулярен биолог в Държавния университет на Аризона и автор на новото изследване, смята, че това е първият пример за Дарвинова еволюция на нещо различно от ДНК или РНК.
За да докажат, че ксено-ДНК може да еволюира, учените първо създали нов вид ензим, от който да я изградят. Въпреки че е възможно да се създаде ксено-ДНК по механизиран път, получените вериги имат ограничена функционалност и способност за развитие. Затова учените взели хиляди ензими, смесили ги с изграждащите елементи на ксено-ДНК и нишки ДНК, които послужили като шаблони за „скелета“, върху които да се изградят ксено-ДНК молекулите. Ако се окажело, че някой ензим е добър в изграждането на ксено-ДНК нишки, той бил изолиран с помощта на филтриращ процес и използван за следващия етап на тестовете, а ензимите, които не се представяли добре, били отстранявани. След няколко подобни филтрирания ензимите успели да произведат вериги ксено-ДНК, които били много по-дълги от получените по механичен път. Учените използвали подобна филтрираща технология, за да накарат ксено-ДНК да еволюира. Те избрали онези участъци от ксено-ДНК, които се свързвали с определен протеин, а останалите били елиминирани. Избраните участъци били транскрибирани обратно в ДНК, за да могат да се копират, а след копирането били транскрибирани в ксено-ДНК. По този начин онази ксено-ДНК, която придобила способността да се свързва към протеина, успяла да предаде това умение на следващо поколение ксено-ДНК.
Тъй като ксено-ДНК е способна да предава генетична информация от едно поколение на друго и да се адаптира към ограниченията на лабораторната еволюция, учените смятат, че тя може да послужи за основа на нови генетични системи. В дългосрочен план е възможно да се създадат нови форми на живот, базирани на един или повече от тези синтетични генетични полимери. Това обаче ще е трудна и дълга мисия. Като начало учените трябва да намерят ефикасен начин да накарат ксено-ДНК да се възпроизвежда директно в ксено-ДНК, без да се налага да се превръща в ДНК.
Има опасения, че освобождаването на ксено-ДНК в биосферата може да доведе до смесване с ДНК и РНК с непредвидими последици. Учените обаче са убедени, че ксено-ДНК е толкова чужда, че е неразпознаваема за естествените организми.
Изследването обаче може да даде отговор на въпроса, защо животът, какъвто го познаваме, се базира единствено на ДНК и РНК, дали те са най-добрите молекули, или са се сдобили със своите функции по чиста случайност. Медицината също може да се възползва от ксено-ДНК. Тъй като тя е чужда за организма, би могла да се използва за лечение на определени заболявания, без да бъде разградена твърде бързо. Експериментът може да е от полза и за търсенето на живот на други планети. Твърде възможно е да открием живот, базиран на ксено-ДНК, смятат учените.

Прочети цялата новина

Свързани новини: