Создана синтетическая ДНК с восемью нуклеотидными основаниями

Исследователи из разных университетов США добавили к стандартным двум парам азотистых оснований еще две. Получился полимер, содержащий восемь нуклеотидов, названный хатимодзи-ДНК (hachimoji DNA), что в переводе с японского означает «восемь букв». Работа опубликована в журнале Science.

ДНК и РНК состоят из четырех нуклеотидных оснований, которые кодируются буквами, — A,T,G,C. Каждая из них скрывает азотистые основания: аденин, тимин, гуанин и цитозин соответственно. Все основания состыковываются друг с другом водородными связями по принципу комплементарности (A-T, G-C). Выстроенные связи и образуют ДНК, которая содержится в клетках всех живых организмов на планете.

Последнее исследование, которое возглавил Фонд прикладной молекулярной эволюции США (FfAME), финансирует NASA. В Космическом агентстве подчеркивают, что поиск внеземной жизни становится одной из главных миссий организации, а эта научная работа поможет в создании более эффективных инструментов поиска.

Ученые синтезировали новые нуклеотидные основания, которые закодировали буквами Z,P,S,B. Они также образуют пары на основе водородных связей: Z-P и S-B. Химик Стивен Беннер (Steven Benner) из FfAME сказал, что тщательный анализ хатимодзи-ДНК поможет понять, как жизнь за пределами Земли могла бы хранить информацию. Однако химики не ограничились этими данными.

хатимодзи-ДНК / ©Science

Авторы продемонстрировали, что цепочки хатимодзи-ДНК обладают регулярной структурой вне зависимости от последовательности элементов. Более того, при помощи синтетической ДНК и вирусной T7 РНК-полимеразы они транскрибировали хатимодзи-РНК в форме функционирующего флуоресцентного хатимодзи-аптамера, благодаря чему синтез РНК определялся по свечению раствора.

До этого биологи уже добавляли ДНК дополнительную пару оснований, но она соединялась при помощи гидрофобных взаимодействий. Сейчас же новые пары, как и натуральные, удерживаются водородными связями. Эту структуру планируют использовать для хранения информации вне клетки и создания наноструктур с заданными свойствами.

Ранее генетики из Китайской академии наук получили сразу пять клонов макаки с измененными генами. Они предполагают, что такая методика позволит реже прибегать к использованию естественно рожденных обезьян в экспериментах.