Группе ученых удалось создать искусственный аналог ДНК, а также получить ферменты, способные копировать информацию, записанную в таких "поддельных" молекулах. Работа исследователей опубликована в журнале Science, а коротко о ней пишет New Scientist.
ДНК - это молекулы, которые в закодированном виде хранят генетическую информацию живущих на Земле организмов. Информация передается потомкам при копировании ДНК специальными ферментами. Этот механизм является фундаментальным для всех живых существ, и часть ученых придерживаются мнения, что молекулы ДНК (а также их "родственники" - молекулы РНК) уникальны по своим свойствам, и были отобраны в ходе эволюции не случайно.
Исследователи неоднократно создавали в лабораториях искусственные варианты ДНК и РНК, заменяя какие-либо из составляющих их блоков на химические аналоги (ДНК и РНК включают три компонента: молекулу сахара, азотистое основание и остаток фосфорной кислоты), однако до сих пор ученым не удавалось "заставить" ферменты считывать информацию с таких измененных молекул.
Авторы новой работы получили шесть не встречающихся в природе видов ДНК, которые они назвали молекулами ксено-ДНК от греческого "ксенос", что означает "чужой"). Специалисты заменяли на аналоги молекулу сахара-дезоксирибозы, входящую в состав ДНК. На втором этапе работы биологи получили ферменты, которые умеют работать с ксено-ДНК. В норме молекулы ДНК копирует фермент под названием ДНК-полимераза, и он узнает только "настоящие" молекулы ДНК. Ученые получили смесь из слегка мутантных ДНК-полимераз и добавили к ним различные варианты "неправильных" ДНК. Специалисты выбрали ферменты, которые лучше всего узнавали ксено-ДНК и пытались копировать содержащуюся в них информацию в ДНК, и повторили такой отбор несколько раз.
Далее авторы по аналогичной схеме получили ферменты, способные "переводить" информацию с языка ДНК на язык ксено-ДНК. Точность работы таких белков была ниже, чем у нативных ДНК-полимераз, однако они все равно работали достаточно хорошо. В перспективе исследователи планируют вообще исключить из цепи ДНК, то есть добиться того, чтобы ферменты копировали информацию из ксено-ДНК в ксено-ДНК того же типа.
Новая работа ставит вопрос об универсальности ДНК как уникального хранилища генетической информации - она укрепляет позиции тех, кто считает, что ДНК и РНК именно в том виде, в каком они существуют, были отобраны более или менее случайным образом.
