Создан первый полусинтетический стабильный организм. Его ДНК, помимо обычных “букв”-нуклеотидов, содержит не существующие в природе синтетические нуклеотидные основания. Подробности — в The Scientist.
Генетический код всех живых форм на Земле “зашифрован” в ДНК четырьмя нуклеотидами, которые отличаются содержащимися в них азотистыми основаниями — это аденин, тимин, цитозин и гуанин, и обозначаются буквами А, Т, Ц и Г. Основания образуют комплементарные пары на параллельных нитях ДНК, А всегда располагается напротив Т, а Ц — напротив Г. Группа биологов из Исследовательского института Скриппс (The Scripps Research Institute) в Калифорнии под руководством Флойда Ромесберга (Floyd Romesberg) уже не первый год ведет эксперименты по созданию искусственных оснований для ДНК, их внедрению и репликации в составе живой клетки. В 2014 году они опубликовали работу об успешном использовании бактерией синтетической пары оснований X-Y, наряду с четырьмя природными нуклеотидами. Новые основания не мешали молекуле наследственности воспроизводиться более или менее нормально, но при условии постоянного пополнения пула не существующих в природе оснований извне. Сейчас профессор Ромесберг с коллегами показали, что одноклеточный организм способен поддерживать синтетическую пару нуклеотидов в составе своей ДНК на протяжении по меньшей мере 60 делений. Статья об этом появилась в Proceedings of the National Academy of Sciences.
Для того чтобы сделать синтетический организм более “живучим”, сотрудники лаборатории Йорке Чжан (Yorke Zhang) и Брайан Лэм (Brian Lamb) усовершенствовали механизм доставки через клеточную мембрану соединений, необходимых для воспроизведения искусственной пары оснований во время деления. Затем они изменили первоначальный вариант основания Y, сделав вместо него химически совершенно другую молекулу, лучше распознающуюся ферментами, которые синтезируют нити ДНК во время ее репликации. И наконец, авторы применили популярный инструмент — систему CRISPR-Cas9, но не для редактирования генома, а по исходному назначению — для формирования иммунного ответа, как это происходит в природе у бактерий, когда благодаря системе CRISPR-Cas9 микроб “запоминает” встречу с вирусом и при повторном столкновении атакует его. Одноклеточный полусинтетический организм был сконструирован таким образом, что ДНК без новых оснований X и Y воспринималась им как чужая и клетки с нею подвергались разрушению системой CRISPR-Cas9.
Хотя практическое применение подобных организмов с синтетическими основаниями в ДНК — дело далекого будущего, авторы считают, что их результаты могут быть использованы для придания новых функций одноклеточным организмам, задействованным, например, в доставке лекарств к определенным органам и тканям.
Нет комментариев