Prima viață cu ADN străin Nature News; cometariu
O bacterie proiectată este capabilă să copieze ADN-ul care conține litere genetice nenaturale.
Instrumente pentru articole
Adăugarea de noi litere la „alfabetul vieții” ar putea permite biologilor să extindă în mare măsură gama de proteine pe care le-ar putea sintetiza.
De miliarde de ani, istoria vieții a fost scrisă cu doar patru litere - A, T, C și G, etichetele date subunităților ADN conținute în toate organismele. Acest alfabet tocmai a crescut, anunță cercetătorii, odată cu crearea unei celule vii care are două elemente de construcție ADN „străine” în genomul său.
Salutat ca o descoperire de către alți oameni de știință, lucrarea este un pas către sinteza celulelor capabile să producă medicamente și alte molecule utile. De asemenea, crește posibilitatea ca celulele să poată fi într-o zi proiectate fără niciuna dintre cele patru baze ADN utilizate de toate organismele de pe Pământ.
„Ceea ce avem acum este o celulă vie care stochează literalmente informații genetice crescute”, spune Floyd Romesberg, biolog chimic la Scripps Research Institute din La Jolla, California, care a condus efortul de 15 ani. Cercetarea lor apare astăzi online în Natură 1 .
Fiecare fir al dublei spirale a ADN-ului are o coloană vertebrală de molecule de zahăr și, atașate de acesta, subunități chimice cunoscute sub numele de baze. Există patru baze diferite: adenină (A), timină (T), citozină (C) și guanină (G). Aceste litere reprezintă codul pentru blocurile de aminoacizi care alcătuiesc proteinele. Bazele leagă cele două catene de ADN împreună, cu un A care se leagă întotdeauna de un T pe catena opusă (și invers), iar C și G fac același lucru.
Natura Podcast
Ewen Callaway l-a întrebat pe Floyd Romesberg cum funcționează ADN-ul său extraterestru.
Litere cu eprubete
Oamenii de știință s-au întrebat mai întâi dacă viața ar putea stoca informații folosind alte grupuri chimice în anii 1960. Dar abia în 1989, Steven Benner, pe atunci la Institutul Federal Elvețian de Tehnologie din Zurich, și echipa sa au adus forme modificate de citozină și guanină în molecule de ADN. În reacțiile la eprubete, șuvițele formate din aceste „litere amuzante”, așa cum le numește Benner, s-au copiat și au codat ARN și proteine 2 .
Bazele proiectate de echipa lui Romesberg sunt mai străine, având puține asemănări chimice cu cele patru naturale, spune Benner. Într-o lucrare din 2008 și în cadrul unor experimente de urmărire, grupul a raportat eforturi pentru a asocia perechea chimică dintr-o listă de 60 de candidați și a examina cele 3.600 de combinații rezultate. Au identificat o pereche de baze, cunoscute sub numele de d5SICS și dNaM, care păreau promițătoare 3. În special, moleculele trebuiau să fie compatibile cu echipamentul enzimatic care copiază și traduce ADN-ul.
„Nici măcar nu ne gândeam pe atunci că ne putem muta într-un organism cu această pereche de baze”, spune Denis Malyshev, fost student absolvent în laboratorul Romesberg, care este primul autor al noii lucrări. Lucrând cu reacții la eprubete, oamenii de știință au reușit să obțină perechea lor de baze nenaturale să se copieze și să fie transcrise în ARN, ceea ce impunea ca bazele să fie recunoscute de enzimele care evoluaseră pentru a utiliza A, T, C și G.