За пределами четырех природных букв
Вся известная жизнь хранит свой генетический код с помощью четырех букв: A, T, C и G. Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего теперь показали, что один из самых важных ферментов биологии может точно читать и копировать алфавит из восьми букв, включая четыре, которые не существуют в природе.
Как фермент справляется с новыми буквами
Команда изучала РНК-полимеразу из бактерий E. coli, фермент, который копирует ДНК в РНК. В экспериментах, описанных в Nature Communications, фермент распознавал и транскрибировал ДНК, содержащую две синтетические пары оснований, называемые P:Z и S:B, наряду с четырьмя природными. Синтетические буквы вписываются в двойную спираль, используя альтернативные схемы водородных связей, сохраняя ту же общую форму, что и природная ДНК. Используя структурную визуализацию, исследователи получили детальные изображения работы фермента, показывающие, что он идентифицирует синтетические буквы с помощью тех же биохимических и структурных сигналов, которые использует для природных пар оснований.
Что может дать восьмибуквенный код
Это открытие поддерживает давнюю цель синтетической биологии: расширение языка ДНК, чтобы клетки могли нести информацию, которую природа никогда не записывала. Более ранние работы использовали расширенные алфавиты для создания синтетических молекул ДНК, способных распознавать клетки рака печени. Ученые говорят, что такие системы однажды смогут производить новые диагностические средства, методы лечения и инженерные биологические машины, а также позволят хранить гораздо больше данных в ДНК, чем позволяют четыре буквы. Команда заявляет, что следующим шагом будет выяснение того, может ли полная восьмибуквенная система поддерживать белки и нормальные клеточные функции, а не только копирование.