Além das quatro letras naturais
Toda a vida conhecida armazena seu código genético com quatro letras: A, T, C e G. Pesquisadores da Universidade da Califórnia em San Diego agora mostraram que uma das enzimas mais essenciais da biologia pode ler e copiar com precisão um alfabeto com oito letras, incluindo quatro que não existem na natureza.
Como a enzima lida com novas letras
A equipe estudou a RNA polimerase da bactéria E. coli, a enzima que copia o DNA em RNA. Em experimentos descritos na Nature Communications, a enzima reconheceu e transcreveu DNA que continha dois pares de bases sintéticos, chamados P:Z e S:B, juntamente com os quatro naturais. As letras sintéticas se encaixam na dupla hélice usando padrões alternativos de ligações de hidrogênio, mantendo a mesma forma geral do DNA natural.
O que um código de oito letras poderia fazer
Usando imagem estrutural, os pesquisadores capturaram vistas detalhadas da enzima em ação. As imagens mostraram que a RNA polimerase identifica as letras sintéticas com os mesmos sinais bioquímicos e estruturais que usa para pares de bases naturais, o que ajuda a explicar por que ela pode copiar o alfabeto expandido com precisão. Em um estudo relacionado publicado na PNAS, o mesmo grupo relatou que a enzima também pode lidar com um par sintético que não possui ligações de hidrogênio. A descoberta apoia um objetivo de longa data na biologia sintética: expandir a linguagem do DNA para que as células possam carregar informações que a natureza nunca escreveu. Trabalhos anteriores usaram alfabetos expandidos para construir moléculas de DNA sintéticas que podem reconhecer células de câncer de fígado. Cientistas dizem que tais sistemas poderiam um dia produzir novos diagnósticos, terapias e máquinas biológicas projetadas, e poderiam tornar possível armazenar muito mais dados em DNA do que quatro letras permitem. A equipe diz que o próximo passo é aprender se o sistema completo de oito letras pode suportar proteínas e funções celulares normais, não apenas a cópia.