Ученые создали искусственный носитель генетической информации

Альтернатива естественным носителям генетической информации ДНК и РНК – ксенонуклеиновые кислоты (синтезированные в лаборатории), которые способны передавать генетическую информацию. Их можно превращать в разные биологически полезные формы при помощи «направленной эволюции» и применять в виде биосенсоров.

Международная группа исследователей из Соединенных Штатов, Англии, Бельгии и Дании опубликовала в журнале Science известие о синтезированных ними молекулах, которые имеют все шансы выступать в качестве альтернативы РНК и ДНК.

Вопрос о том, способны ли существовать подобные альтернативы, издавна был предметом многих исследований и жестоких дебатов в научном обществе. Одним из авторов исследование стал Джон Чепэт, ученый из Института биосинтеза (Университет Южной Аризоны).

Не так давно он предположил, что одной из таковых альтернатив станет нуклеиновая кислота треозы (треоза – один из простых сахаров с формулой C4H8O4).

Сейчас он продолжил развитие собственных экспериментов в составе европейской группы, занимающейся более общим вопросом – ксенонуклеиновыми кислотами (XNA), другими словами инородными нуклеиновыми кислотами, молекулами, в природе не существующими, хотя таким же образом, как РНК и ДНК, способные сохранять и передавать генетическую информацию.

Сейчас данная группа в первый раз показала разработанный ею набор из 6 таких «неприродных» полимеров нуклеиновой кислоты.

Создание на их базе ксеносуществ, первым идущее на ум корреспондентам, слишком пока фантастично и невозможно, и его исследователи, конечно, даже не оценивали.

Ученым хватило и того, что можно сделать с XNA сегодня. Оказывается, что одну из них можно превращать в всевозможные биологически полезные формы при помощи «направленной эволюции».

Так, в лаборатории помимо прочего были сделаны так называемые аптамеры нуклеиновых кислот, необыкновенные химические датчики, сенсоры, которые откликаются на появление конкретного химического соединения. В обычной генетике они применяются, например, для поиска дефектов в ДНК либо откликаются на появление соединений, на которые они настроены выключением соответствующих генов. Разработанные группой ксено-аптамеры способны не только на участие в похожих генетических действиях, они могут действовать по типу антител, с высочайшей эффективностью находя и связывая подходящие молекулы.

Джон Чепэт признает, что XNA можно будет применять при создании новейших типов диагностики и новейших ксено-биосенсоров, которые сумеют работать даже эффективнее, нежели естественные, так как натуральные ферменты-охранники, настроенные разрушать чужеродные ДНК и РНК, их не заметят.

Экспериментальная ксенобиология - это новая наука, начало которой положено данной работой, согласно заявлению Чепэта, даст возможность в дальнейшем создавать прежде небывалые терапевтические способы.

Данная работа по ксенонуклеиновым кислотам дает вероятный ответ еще на один интересный вопрос, который десятилетиями мучает всех генетиков: как на Земле возникли ДНК и РНК.

В конце прошлого века научные работники узнали, что ДНК, вероятнее всего, возникла после менее сложной РНК, но как в природе могла быть создана РНК, также наитруднейшая молекула, они не понимали. Академик А. Спирин, - главный в мире эксперт по РНК, заявлял как-то, что он потратил 2 года жизни на данный вопрос, и узнал, что случайный синтез РНК мог случится за время, которое намного большее, чем время жизни всей Вселенной. Вероятность этого события гораздо меньше, чем вероятность того, что мортышка напишет «Войну и Мир».

По одной из теорий, молекулам РНК предшествовали еще более простые молекулы – пре-РНК, однако у этой теории было большое количество нестыковок, которые убираются, если представить, что между пре-РНК и РНК был еще один посредник - некоторое ксеногенетическое вещество – ксено-нуклеиновая кислота.

Этим посредником, по утверждению Чепэта, абсолютно могла быть его возлюбленная нуклеиновая кислота треозы. (ТНК)

[1], [2], [3], [4], [5], [6], [7]