सभी ज्ञात जीवन अपने आनुवंशिक कोड को चार अक्षरों के साथ संग्रहीत करता है: A, T, C और G। कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय सैन डिएगो के शोधकर्ताओं ने अब दिखाया है कि जीव विज्ञान के सबसे आवश्यक एंजाइमों में से एक आठ अक्षरों वाली वर्णमाला को सटीक रूप से पढ़ और कॉपी कर सकता है, जिसमें चार शामिल हैं जो प्रकृति में मौजूद नहीं हैं।
चार प्राकृतिक अक्षरों से परे
टीम ने ई. कोलाई बैक्टीरिया से RNA पोलीमरेज़ का अध्ययन किया, वह एंजाइम जो DNA को RNA में कॉपी करता है। नेचर कम्युनिकेशंस में वर्णित प्रयोगों में, एंजाइम ने DNA को पहचाना और ट्रांसक्राइब किया जिसमें चार प्राकृतिक अक्षरों के साथ दो सिंथेटिक बेस पेयर, जिन्हें P:Z और S:B कहा जाता है, शामिल थे। सिंथेटिक अक्षर प्राकृतिक DNA के समान समग्र आकार रखते हुए हाइड्रोजन बांड के वैकल्पिक पैटर्न का उपयोग करके डबल हेलिक्स में फिट होते हैं।
एंजाइम नए अक्षरों से कैसे निपटता है
संरचनात्मक इमेजिंग का उपयोग करके, शोधकर्ताओं ने एंजाइम के काम करते समय विस्तृत दृश्य कैप्चर किए। छवियों से पता चला कि RNA पोलीमरेज़ सिंथेटिक अक्षरों को उसी जैव रासायनिक और संरचनात्मक संकेतों के साथ पहचानता है जो यह प्राकृतिक बेस पेयर के लिए उपयोग करता है, जो यह समझाने में मदद करता है कि यह विस्तारित वर्णमाला को सटीक रूप से कॉपी क्यों कर सकता है। PNAS में प्रकाशित एक संबंधित अध्ययन में, उसी समूह ने बताया कि एंजाइम एक सिंथेटिक जोड़ी को भी संभाल सकता है जिसमें हाइड्रोजन बांड पूरी तरह से कमी है।
आठ-अक्षर कोड क्या कर सकता है
यह खोज सिंथेटिक जीव विज्ञान में एक दीर्घकालिक लक्ष्य का समर्थन करती है: DNA की भाषा का विस्तार करना ताकि कोशिकाएं ऐसी जानकारी ले जा सकें जो प्रकृति ने कभी नहीं लिखी। पहले के काम ने विस्तारित वर्णमाला का उपयोग सिंथेटिक DNA अणुओं के निर्माण के लिए किया है जो यकृत कैंसर कोशिकाओं को पहचान सकते हैं। वैज्ञानिकों का कहना है कि ऐसी प्रणालियां एक दिन नए निदान, उपचार और इंजीनियर जैविक मशीनों का उत्पादन कर सकती हैं, और चार अक्षरों की अनुमति से कहीं अधिक डेटा DNA में संग्रहीत करना संभव बना सकती हैं। टीम का कहना है कि अगला कदम यह सीखना है कि क्या पूरी आठ-अक्षर प्रणाली केवल कॉपी करने के अलावा प्रोटीन और सामान्य कोशिका कार्यों का समर्थन कर सकती है।