Как ученые разработали полусинтетический организм с «лишней» парой оснований в ДНК

 Продукт генной инженерии – бактерия с двумя искусственно добавленными «буквами» генетического алфавита (не встречающимися в природе азотистыми основаниями) – оказалась способна к воспроизводству.

Как ученые разработали полусинтетический организм с «лишней» парой оснований в ДНК

«Жизнь на нашей планете во всем ее многообразии закодирована всего двумя парами оснований, AT и CG, но мы создали организм, содержащий помимо них еще и третью, не встречающуюся в природе пару», — говорит Флойд Ромсберг, возглавлявший команду исследователей из американского Исследовательского института Скриппс (TSRI).

С конца 1990-х годов Ромсберг и его коллеги искали молекулы, которые могли бы сыграть роль новых азотистых оснований и, в принципе, войти в состав невиданных доселе белков и живых организмов.

Задача оказалась не из простых. Основания новой пары должны быть связаны примерно с той же аффинностью (силой взаимодействия), что и в природных парах аденин-тимин и цитозин-гуанин. Искусственная пара оснований должна четко встраиваться в структуру ДНК, напоминающую спирально закрученный замок-молнию: в ходе естественных процессов репликации ДНК и транскрипции «молния» с «нестандартными зубцами» должна без помех «расстегиваться» и «застегиваться». Не стоит забывать и о естественных механизмах репарации ДНК, которые стремятся исправить химические повреждения ДНК — а ведь именно в эту категорию попадают «чужеродные» молекулы в ее структуре.

Несмотря на трудности, с которыми столкнулись ученые, к 2008 году они уже выявили ряд молекул, способных включаться в структуру ДНК почти также, как природные пары оснований, и показали, что в присутствии нужных ферментов такая ДНК способна к репликации. Вскоре им удалось найти ферменты, способные транскрибировать такую полусинтетическую ДНК в РНК.

Однако процессы, которые бойко идут в пробирке, нелегко запустить в живой клетке.

Объектом новой работы команды Ромсберга стала широко известная бактерия E.coli. Ученые синтезировали участок кольцевой ДНК бактерии (плазмиды), встроив в него пар молекул, получивших обозначения d5SICS и dNaM, наряду с естественными парами оснований TA и CG. Задачей ученых было заставить полусинтетическую бактерию воспроизводить этот фрагмент в своем ДНК в условиях, максимально приближенных к естественным.

Поспешим утешить тех, кто уже представил себе сценарий неконтролируемого «побега» страшных бактерий из лаборатории: молекулярные «кирпичики», необходимые для синтеза d5SICS и dNaM, отсутствуют в живых клетках. Чтобы поддержать репликацию ДНК E. coli, ученым потребовалось добавлять нужные вещества (нуклеозидтрифосфаты) в раствор, в котором обитали бактерии, а для доставки их внутрь клетки использовались специальные транспортные молекулы. После долгих поисков удалось обнаружить лишь одно более или менее подходящее для транспорта «стройматериалов» соединение — его производит один из видов микроводорослей.

В созданных условиях E. coli беспрепятственно воспроизводят свою полусинтетическую ДНК, что приятно удивило ученых, которые готовились к новым трудностям — например, препятствиям со стороны механизмов репарации ДНК. При прекращении поступления нуклеозидтрифосфатов пара d5SICS-dNaM естественным образом заменялась на одну из обычных, и клетка спокойно возвращалась к своему «исходному коду», «записанному» основаниями A, T, G и C:

Как ученые разработали полусинтетический организм с «лишней» парой оснований в ДНК


Влад Кулиев, Supreme2.Ru

Коды для вставки в блог\форум




Интересные новости
Впервые в истории человеку пересадили две свиные почкиВпервые в истории человеку пересадили две свиные почки
META представила универсальную нейросеть, самостоятельно распознающую фото, аудио и видео: новая веха в истории ИИMETA представила универсальную нейросеть, самостоятельно распознающую фото, аудио и видео: новая веха в истории ИИ
Видеокарты NVIDIA позволили моделировать поведение живой клетки из миллиардов атомовВидеокарты NVIDIA позволили моделировать поведение живой клетки из миллиардов атомов
Японцы проложили самый длинный в мире сегмент сверхпроводящего силового кабеляЯпонцы проложили самый длинный в мире сегмент сверхпроводящего силового кабеля
Meta представила суперкомпьютер на 6080 ускорителях NVIDIA A100 — он научит ИИ думать как человекMeta представила суперкомпьютер на 6080 ускорителях NVIDIA A100 — он научит ИИ думать как человек
Блок рекламы


Похожие новости

Ученые смогли идентифицировать животных в зоопарке, просто взяв ДНК из воздухаУченые смогли идентифицировать животных в зоопарке, просто взяв ДНК из воздуха
Почему ученые сомневаются в "традиционной" теории появления континентовПочему ученые сомневаются в "традиционной" теории появления континентов
Ложные окаменелости на Маре: почему даже ученые могут принять камни за следы древней жизниЛожные окаменелости на Маре: почему даже ученые могут принять камни за следы древней жизни
Ученые предположили, что на массу черных дыр при их слиянии влияет расширение ВселеннойУченые предположили, что на массу черных дыр при их слиянии влияет расширение Вселенной
Ученые установили, что викинги были в Северной Америке в 1021 годуУченые установили, что викинги были в Северной Америке в 1021 году
Ученые создали имплант для лечения депрессииУченые создали имплант для лечения депрессии
Ученые обнаружили останки древнего и странного анкилозавраУченые обнаружили останки древнего и странного анкилозавра
Ученые реконструировали лица трех древних египтян с помощью 2000-летней ДНКУченые реконструировали лица трех древних египтян с помощью 2000-летней ДНК
Израильские ученые придумали, как прятаться от систем распознавания лиц с помощью макияжаИзраильские ученые придумали, как прятаться от систем распознавания лиц с помощью макияжа
Угасание четвертой волны COVID-19 в Украине ожидается в конце года, - ученыеУгасание четвертой волны COVID-19 в Украине ожидается в конце года, - ученые
Последние новости

Подгружаем последние новости