Нов, полусинтетичен организъм с шест ДНК бази вече може да се размножава
От момента на появяването на първия предшественик на всичко живо на Земята преди примерно 3,5 милиарда години, генетичната информация се кодира посредством четири строителни съставния елемент, наречени бази, всяка от които може да се съединява единствено с една от останалите три бази. Това са съставените елементи аденин, тимин, гуанин, цитозин, които се отбелязват кратко с А, Т, Г и Ц. Химическият състав на базите е подобен, че те се свързват в базови двойки в строго избран ред, в който няма непотребни разновидности. Възможни са тъкмо четири комбинации на свързване и благодарение на тази четвъртична система е кодиран целият живот на Земята.
Главната цел на синтетичната биология като просвета, е основаването на нови витални форми и нови функционалности в съществуващите организми. Логичният път за достигането на тази цел е създаването на полусинтетични организми с уголемен набор от базови двойки. Освен четирите бази на живата природа те могат да съдържат две синтетични бази, образуващи трета изкуствена базова двойка: X-Y.
Предишните опити за основаването на сходен полусинтетичен организъм доближиха своя разцвет през 2016 година, когато генетиците сътвориха вариант на Escherichia coli, която излича нужните синтетични трифосфати от околната среда. Но този полусинтетичен организъм не бе пълностоен. Обикновеното опазване и предаване на синтетичната двойка не е задоволително. За да има някаква практическа изгода, той би трябвало да е изцяло функционален – т.е., би трябвало да е кадърен на експресия на белтъците посредством РНК. И това ще бъдат белтъци, които не могат да бъдат основани от нито една естествена форма на живот с четвъртична система.
Сега, биолозите на научно-изследователския институт “Скрипс” стигнаха доста по-далеч. Те сътвориха пълноценна полусинтетична бактерия (снимката в началото), която реализира транслацията на изкуствената двойка в мРНК с два синтетични кодона и тРНК с родствени синтетични антикодона – и тяхното дейно декодиране в рибозомата за включването на естествените или неканоничните аминокиселини в белтъка.
“Това е допустимо най-минималната смяна, която успяхме да правим в механизма на работата на природата – само че това е направено за първи път” – сподели професор Флойд Ромсбърг (Floyd Romesberg) от института Скрипс, водещ създател на научната работа.
Учените обявиха, че тези резултати демонстрират, че на всеки стадий от запазването и извличането на генетичната информация могат да вземат участие процеси, разнообразни от водородната връзка. Оказа се, че неналичието на атомна връзка не безпокои изключително клетката: размножаването на полусинтетичната ДНК е напълно сполучливо.
С други думи, публикуваният към нас живот не е единственият вероятен от химична позиция. Може би просто по този начин се е получило, че всичко живо на Земята е формирано точно от един единствен сходен пример, като той очевидно не е неповторим.
Новият полусинтетичен организъм може по едно и също време и да кодира спомагателна генетична информация, и да я извлича за потребление. “Не бих нарекъл това нова форма на живот” – сподели Ромсбърг – “Но това е най-близкото до една нова форма на живот, което е правено до момента. За първи път клетка транслира белтък, употребявайки нещо друго с изключение на G, C, A или T“.
Четирите ДНК бази могат да кодират единствено 20 аминокиселини, и живите форми на Земята са лимитирани извънредно в тези белтъци. С помощта на третата синтетична двойка организмът може да кодира до 152 нови аминокиселини.
Учените възнамеряват са употребяват новосъздадения организъм като платформа за основаване на нови витални форми и функционалности. На доктрина, новите витални форми с шестична система, могат да разкрият напълно нови благоприятни условия в медицината и фармакологията, да оказват помощ в основаването на нови медикаменти и още доста други.
В търсенето на нови медикаменти с потреблението на базова X-Y двойка се специализира американската компания Synthorx, Inc.
Учените означиха, че основаната от тях полусинтетична форма на живот и другите сходни на нея не могат да живеят отвън лабораториите, тъй като за възпроизводството на X и Y базите, в разтвора би трябвало да участват специфични химикали.
Научната публикация бе оповестена на 30 ноември 2017 година в списание Nature.
Главната цел на синтетичната биология като просвета, е основаването на нови витални форми и нови функционалности в съществуващите организми. Логичният път за достигането на тази цел е създаването на полусинтетични организми с уголемен набор от базови двойки. Освен четирите бази на живата природа те могат да съдържат две синтетични бази, образуващи трета изкуствена базова двойка: X-Y.
Предишните опити за основаването на сходен полусинтетичен организъм доближиха своя разцвет през 2016 година, когато генетиците сътвориха вариант на Escherichia coli, която излича нужните синтетични трифосфати от околната среда. Но този полусинтетичен организъм не бе пълностоен. Обикновеното опазване и предаване на синтетичната двойка не е задоволително. За да има някаква практическа изгода, той би трябвало да е изцяло функционален – т.е., би трябвало да е кадърен на експресия на белтъците посредством РНК. И това ще бъдат белтъци, които не могат да бъдат основани от нито една естествена форма на живот с четвъртична система.
Сега, биолозите на научно-изследователския институт “Скрипс” стигнаха доста по-далеч. Те сътвориха пълноценна полусинтетична бактерия (снимката в началото), която реализира транслацията на изкуствената двойка в мРНК с два синтетични кодона и тРНК с родствени синтетични антикодона – и тяхното дейно декодиране в рибозомата за включването на естествените или неканоничните аминокиселини в белтъка.
“Това е допустимо най-минималната смяна, която успяхме да правим в механизма на работата на природата – само че това е направено за първи път” – сподели професор Флойд Ромсбърг (Floyd Romesberg) от института Скрипс, водещ създател на научната работа.
Учените обявиха, че тези резултати демонстрират, че на всеки стадий от запазването и извличането на генетичната информация могат да вземат участие процеси, разнообразни от водородната връзка. Оказа се, че неналичието на атомна връзка не безпокои изключително клетката: размножаването на полусинтетичната ДНК е напълно сполучливо.
С други думи, публикуваният към нас живот не е единственият вероятен от химична позиция. Може би просто по този начин се е получило, че всичко живо на Земята е формирано точно от един единствен сходен пример, като той очевидно не е неповторим.
Новият полусинтетичен организъм може по едно и също време и да кодира спомагателна генетична информация, и да я извлича за потребление. “Не бих нарекъл това нова форма на живот” – сподели Ромсбърг – “Но това е най-близкото до една нова форма на живот, което е правено до момента. За първи път клетка транслира белтък, употребявайки нещо друго с изключение на G, C, A или T“.
Четирите ДНК бази могат да кодират единствено 20 аминокиселини, и живите форми на Земята са лимитирани извънредно в тези белтъци. С помощта на третата синтетична двойка организмът може да кодира до 152 нови аминокиселини.
Учените възнамеряват са употребяват новосъздадения организъм като платформа за основаване на нови витални форми и функционалности. На доктрина, новите витални форми с шестична система, могат да разкрият напълно нови благоприятни условия в медицината и фармакологията, да оказват помощ в основаването на нови медикаменти и още доста други.
В търсенето на нови медикаменти с потреблението на базова X-Y двойка се специализира американската компания Synthorx, Inc.
Учените означиха, че основаната от тях полусинтетична форма на живот и другите сходни на нея не могат да живеят отвън лабораториите, тъй като за възпроизводството на X и Y базите, в разтвора би трябвало да участват специфични химикали.
Научната публикация бе оповестена на 30 ноември 2017 година в списание Nature.
Източник: kaldata.com
КОМЕНТАРИ