Синтезированы носители генетической информации с приставкой ксено

В последнем номере журнала Science опубликована статья международной группы ученых, заявивших о создании синтетических молекул, лабораторным альтернативам для природных РНК и ДНК. Филип Холлиджер из лаборатории молекулярной биологии в Кембридже, возглавляющий британскую часть коллаборации, утверждает, что синтезированные ими молекулы помогут созданию новых видов лекарств и найдут себе применение в различных нанобиотехнологических приложениях.

Как известно, генетические тексты, записанные в ДНК, составлены из четырех букв – А, С, Т и G, которые состоят из фосфатов и сахара под названием дезоксирибоза (в РНК используется другой сахар – рибоза). Искусственные полимеры, именуемые ксено-нуклеиновыми кислотами (XNA), пользуются тем же алфавитом, но буквы пишутся с использованием других сахаров.

Альтернативу РНК и ДНК генетики пытались создать давно, и до некоторой степени даже преуспели в этом, однако до сих пор никому не удавалось синтезировать их в большом количестве по той простой причине, что синтезированную молекулу им не удавалось скопировать и размножить.

Группе Холлиджера удалось создать фермент, помогающий собирать шесть типов XNA, а потом и размножать с точностью более 95%. При создании ксено-нуклеиновых кислот этот фермент работал в определенном смысле по законам дарвиновской теории эволюции – в молекулах РНК он заменял дезоксирибозу другими случайно выбранными сахарами, потом из этого компота вытаскивались молекулы с нужными сахарами и, соответственно, тот фермент, который их создал, эта выборка снова попадала в общий котел, и все начиналось снова. Через множество поколений получался бульон из молекул вполне определенной XNA.

Другая команда, из Флориды, сахара не меняла, а добавляла в генетический алфавит дополнительную букву. Генетической информации такая перестройка азбуки ДНК не меняла, зато потом, комбинируя такие молекулы с XNA, построенными на другом сахарном скелете, ученым удавалось получать носители этой самой генетической информации, которые могли куда более успешно сопротивляться химической деградации.

Особый интерес из шести синтезированных ксено-молекул вызвала у ученых молекула ТНК, в которой дезоксирибоза заменена простейшим сахаром под названием треоза. Треозой в качестве альтернативного сахара ученые занимаются давно, с 2000-го года из-за удивительных особенностей ТНК, позволяющих этой молекуле конкурировать с ДНК, сворачиваясь в те же двойные спирали и т.д., а самое главное – эта молекула, химически очень сложная, но намного более простая, чем ДНК и даже РНК, рассматривается сегодня в качестве недостающего звена в сложной и до сих пор не понятой химической эволюции, которая в конце концов привела к появлению первых РНК.

 Источник