Вся биологическая жизнь на планете Земля основывается на четырёх нуклеиновых (азотистых) основаниях ДНК: A, T, C и G (аденин, цитозин, тимин и гуанин). Но что будет, если человеку удастся создать новые искусственные нуклеиновые основания и вшить их в ДНК организма? Исследователям из Научно-исследовательского института Scripps удалось провернуть именно такой трюк. Учёные создали два совершенно новых нуклеиновых основания и создали на основе данной «неестественной» ДНК первую в истории полусинтетическую бактерию.
На протяжении нескольких лет исследователи из Scripps работали над созданием стабильного живого организма с искусственными парами ДНК-оснований. Созданные ими искусственные азотистые основания получили незамысловатые названия «X» и «Y», так что искусственная ДНК теперь может включать в себя шесть строительных элементов: A, T, C, G, X и Y. Учёные интегрировали новые элементы в ДНК бактерий кишечной палочки (Escherichia coli), тем самым впервые создав штамм полусинтетических организмов. В ходе экспериментов исследователи пришли к выводу, что стабилизированные ими полусинтетические бактерии не только способны расти и делиться, но ещё и передавать синтетические нуклеиновые основания «X» и «Y» новым поколениям совершенно естественным путём.
Следующим этапом исследований было заставить бактерии генерировать совершенно новые молекулы, используя обретённые ими нуклеиновые основания. Все организмы вырабатывают белки из нитей аминокислот, используя основные четыре буквы «алфавита ДНК». Жизнь, которую мы с вами знаем, опирается на 20 стандартных аминокислот. Но добавив к «алфавиту» всего две новые буквы, учёные получили организм, способный генерировать до 152 совершенно новых аминокислот. Всё это значит лишь одно: полусинтетические бактерии способны создавать новые молекулы, которые гипотетически могли бы стать основой для, например, новых лекарств и так далее.
Чтобы проиллюстрировать эту особенность полусинтетических организмов наглядно, учёные заставили бактерии произвести на свет особый флуоресцентный белок, светящийся в темноте (вы можете видеть это на фотографии чуть выше). Этот белок стал первой искусственной молекулой, когда-либо созданной полусинтетическим организмом. Оценить потенциал данного научного прорыва пока очень сложно. Ведь на сегодняшний день учёные всё ещё экспериментируют с изменением экспрессии существующих генов с помощью специальных механизмов генного редактирования. Теперь же исследователи смогут получить в свои руки куда более впечатляющий механизм для создания совершенно новых форм жизни и новых молекул. Результаты исследования вы можете прочитать в журнале Nature.
