Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • Био/​мол/​текст
  • Vitacoin

Ксенонуклеиновые кислоты

ХНК не хуже ДНК
Созданы искусственные хранилища генетической информации –
альтернативы природным ДНК и РНК

Григорий Колпаков, Газета.Ru

Альтернатива натуральным носителям генетической информации РНК и ДНК – ксенонуклеиновые кислоты, способные передавать генетическую информацию, синтезированы в лаборатории. Их можно превращать в различные биологически полезные формы с помощью «направленной эволюции» и использовать в качестве биосенсоров.

Международная группа исследователей из США, Великобритании, Бельгии и Дании опубликовала в последнем номере журнала Science сообщение о синтезированных ими молекулах, которые могут выступать в качестве альтернатив природным носителям генетической информации – РНК и ДНК (Pinheiro et al., Synthetic Genetic Polymers Capable of Heredity and Evolution).

Вопрос о том, могут ли существовать подобные альтернативы, давно был предметом многих исследований и ожесточенных дебатов в научном сообществе. Непосредственное участие в них принимал и Джон Чепэт, биохимик из Института биосинтеза при Университете Южной Аризоны.

Недавно он предположил, что одной из таких альтернатив может стать нуклеиновая кислота треозы (треоза – один из простейших сахаров с формулой C4H8O4). Теперь он продолжил развитие своих исследований в составе европейской группы, занятой более общим вопросом – ксенонуклеиновыми кислотами (XNA), то есть чужеродными нуклеиновыми кислотами, молекулами, в природе не существующими, но точно так же, как РНК и ДНК, способными хранить и передавать генетическую информацию. Сегодня эта группа впервые продемонстрировала созданный ею набор из шести таких «неестественных» полимеров нуклеиновой кислоты.

Создание на их основе ксеносуществ, первым приходящее в голову журналистам, слишком пока фантастично и нереально, и его исследователи, естественно, даже не рассматривали. Им хватило и того, что можно сделать с XNA в настоящее время. Оказалось, что одну из них можно превращать в различные биологически полезные формы с помощью «направленной эволюции».

Так, в лаборатории были также созданы так называемые аптамеры нуклеиновых кислот, своеобразные химические датчики, рецепторы, которые реагируют на появление определенного химического соединения. В обычной генетике они используются, в частности, для поиска повреждений в ДНК или реагируют на появление соединения, на которое они настроены выключением соответствующего гена. Созданные группой ксено-аптамеры способны не только на участие в подобных генетических процессах, они могут работать по принципу антител, с высокой эффективностью находя и связывая соответствующие молекулы.

Джон Чепэт утверждает, что XNA можно будет использовать при создании новых типов диагностики и новых ксено-биосенсоров, которые смогут работать даже успешнее, чем природные, поскольку естественные ферменты-охранники, настроенные разрушать чужие ДНК и РНК, их просто не увидят.

Экспериментальная ксенобиология, новая наука, начало которой положено этой работой, по словам Чепэта, позволит в будущем создавать прежде невиданные терапевтические методы. Эта работа по ксенонуклеиновым кислотам дает возможный ответ еще на один вопрос, который десятилетиями мучает генетиков: как на Земле появились ДНК и РНК.

В конце прошлого века ученые выяснили, что ДНК, вероятнее всего, появилась после менее сложной РНК, но вот как в природе могла быть синтезирована РНК, тоже сложнейшая молекула, они не понимали. Академик Александр Спирин, один из главных в мире специалистов по РНК, утверждал как-то, что он потратил два года жизни на этот вопрос, и выяснил, что случайный синтез РНК мог произойти за время, намного большее, чем время жизни Вселенной. Вероятность такого события намного меньше, чем вероятность того, что обезьяна, шлепая по клавишам, напишет «Войну и Мир».

По одной из гипотез, молекулам РНК предшествовали более простые молекулы – пре-РНК, но у нее было множество нестыковок, которые прекрасным образом убираются, если предположить, что посредником между пре-РНК и РНК было какое-то ксеногенетическое соединение – ксено-нуклеиновая кислота.

Таким посредником, по утверждению Чепэта, вполне могла быть его любимая нуклеиновая кислота треозы (ТНК). Обладая способностью работать с четырьмя нуклеотидами, четырьмя буквами, составляющими генетический алфавит – А, С, Т и G – по законам, установленным еще Уотсоном и Криком, открывшими двойную спираль ДНК, эта ТНК могла исполнить роль синхронного переводчика, передавшего информацию из мира пре-РНК в мир РНК.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
20.04.2012

Читать статьи по темам:

синтетическая биология биомолекулы РНК Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Всё более синтетическая биология

Международная группа ученых, развивающих молодую область наук о жизни – ксенобиологию, достигла успеха в создании бактерии, в ДНК которой тимин заменен 5-хлорурацилом, токсичным для других организмов.

читать

Белки из неприродных аминокислот: начало пути

Новое направление синтетической биологии – создание полностью «настраиваемых» белков. Рибосома, считывающая за раз не три, а четыре нуклеотида, позволяет использовать для дизайна биополимеров более 250 неприродных аминокислот.

читать

Инструкцию для синтеза неземных белков написали словами из четырех букв

Чтобы синтезировать в живых клетках не существующие в природе белки, содержащие искусственные аминокислоты, пришлось изменить структуру рибосом, научив их читать кодоны из четырех нуклеотидов.

читать

Биотехнология: магистральные пути развития

Бурное развитие современных биотехнологий идет сразу по нескольким ключевым направлениям, в каждом из которых уже достигнуты многообещающие результаты.

читать

Инновации в области наук о живом-2009: № 3

Клетки с модифицированными генами двух белков под действием направленных пучков света изменяли форму, как перчаточные марионетки.

читать