Forskare har skapat en artificiell bärare av genetisk information

Ett alternativ till de naturliga bärarna av genetisk information, DNA och RNA, är xenonukleinsyror (syntetiserade i laboratoriet), vilka kan överföra genetisk information. De kan omvandlas till olika biologiskt användbara former med hjälp av "riktad evolution" och användas som biosensorer.

En internationell forskargrupp från USA, England, Belgien och Danmark publicerade i tidskriften Science news om molekyler de syntetiserat som har alla chanser att fungera som ett alternativ till RNA och DNA.

Frågan om huruvida sådana alternativ kan existera har länge varit föremål för mycket forskning och hård debatt inom forskarsamhället. En av författarna till studien var John Chapat, forskare vid Institute of Biosynthesis (Southern Arizona University).

För inte så länge sedan föreslog han att ett av dessa alternativ skulle vara treosnukleinsyra (treos är ett av de enkla sockerarterna med formeln C4H8O4).

Han har nu fortsatt att utveckla sina egna experiment som en del av en europeisk grupp som arbetar med en mer generell fråga: xenonukleinsyror (XNA), med andra ord främmande nukleinsyror, molekyler som inte existerar i naturen, även om de på samma sätt som RNA och DNA kan lagra och överföra genetisk information.

Nu har denna grupp för första gången demonstrerat en uppsättning av sex sådana "onaturliga" nukleinsyrapolymerer som den har utvecklat.

Skapandet av xenovarelser på deras grund, vilket är det första som kommer att tänka på för korrespondenter, är fortfarande för fantastiskt och omöjligt, och forskare har naturligtvis inte ens bedömt det.

Forskarna var nöjda med vad som kan göras med XNA idag. Det visar sig att en av dem kan omvandlas till alla möjliga biologiskt användbara former med hjälp av "riktad evolution".

Således tillverkades bland annat så kallade nukleinsyraaptamerer i laboratoriet, ovanliga kemiska sensorer som reagerar på uppkomsten av en specifik kemisk förening. Inom konventionell genetik används de till exempel för att söka efter defekter i DNA eller reagera på uppkomsten av föreningar som de är inställda på genom att stänga av motsvarande gener. De xenoaptamerer som utvecklats av gruppen kan inte bara delta i liknande genetiska åtgärder, de kan också fungera som antikroppar och hitta och binda lämpliga molekyler med högsta effektivitet.

John Chapat medger att XNA kan användas för att skapa nya typer av diagnostik och nya xeno-biosensorer som kommer att kunna fungera ännu mer effektivt än naturliga, eftersom naturliga enzymskydd, konfigurerade för att förstöra främmande DNA och RNA, inte kommer att märka dem.

Experimentell xenobiologi är en ny vetenskap som detta arbete har påbörjat, och enligt Chepet kommer den att göra det möjligt att skapa tidigare okända terapeutiska metoder i framtiden.

Detta arbete om xenonukleinsyror ger ett troligt svar på en annan intressant fråga som har plågat alla genetiker i årtionden: hur uppstod DNA och RNA på jorden.

I slutet av förra seklet lärde sig forskare att DNA troligtvis uppstod efter mindre komplext RNA, men de förstod inte hur RNA, som också är den mest komplexa molekylen, kunde ha skapats i naturen. Akademikern A. Spirin, världens ledande expert på RNA, uppgav en gång att han hade ägnat två år av sitt liv åt denna fråga och lärt sig att slumpmässig RNA-syntes kunde ha skett under en tid som var mycket längre än hela universums livstid. Sannolikheten för denna händelse är mycket mindre än sannolikheten för att en apa skulle skriva "Krig och fred".

Enligt en teori föregicks RNA-molekyler av ännu enklare molekyler – pre-RNA, men denna teori hade ett stort antal inkonsekvenser, vilka elimineras om vi föreställer oss att det mellan pre-RNA och RNA fanns en annan mellanhand – någon xenogenetisk substans – xenonukleinsyra.

Denna mellanhand, enligt Chepet, skulle absolut kunna vara hans älskade treosnukleinsyra (TNA).

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ]