Ученые удвоили генетический алфавит и показали, что фермент считывает новые буквы
Специалисты из Калифорнийского университета в Сан-Диего сделали значительный шаг в синтетической биологии, расширив привычный генетический алфавит. Вместо четырех стандартных букв, используемых всеми живыми организмами, они разработали систему из восьми элементов и подтвердили, что ключевой клеточный фермент может с ней взаимодействовать. Подробности исследования опубликованы на портале mk.ru. Об этом пишет MiraNews.
Созданная учеными хатимодзи-ДНК представляет собой синтетическую структуру, название которой переводится с японского как «восемь букв». К четырем естественным нуклеотидам, встречающимся в природе, добавлены четыре лабораторных аналога, образующих две дополнительные пары. Это усложнение структуры позволяет значительно увеличить объем хранимой наследственной информации.
Основной задачей исследователей было проверить совместимость нового кода с клеточными механизмами. Они сосредоточили внимание на РНК-полимеразе, выделенной из кишечной палочки, которая отвечает за считывание генетической информации с ДНК и синтез матричной РНК для дальнейшего создания белков.
В ходе биохимических экспериментов было установлено, что бактериальный фермент точно распознает обе искусственные пары оснований и корректно переносит закодированные данные в молекулу РНК. Таким образом, природный механизм успешно обработал генетические символы, которые отсутствуют у известных науке организмов. Для анализа этого процесса использовалась криоэлектронная микроскопия, позволившая зафиксировать взаимодействие фермента с нестандартной ДНК на молекулярном уровне.
Дополнительный эксперимент той же научной группы показал еще более интересные результаты. Полимераза оказалась способна распознавать искусственную пару, не имеющую водородных связей, которые в обычной ДНК соединяют противоположные цепи. Это открытие указывает на то, что для считывания информации ферменту достаточно таких параметров, как геометрическая форма молекулы и ее расположение в активном центре.
Это достижение открывает новые возможности для синтетической биологии, позволяя создавать более разнообразные генетические комбинации и кодировать молекулы с уникальными свойствами. В будущем это может привести к разработке новых методов диагностики, фармацевтических препаратов и биологических устройств. Авторы подчеркивают, что они не создавали новую форму жизни и не модифицировали геном целого организма, а лишь подтвердили способность природного фермента обрабатывать искусственные генетические знаки. Работа была опубликована в журнале Nature Communications 2 сентября 2026 года, а сопутствующее исследование вышло 12 августа в Proceedings of the National Academy of Sciences под руководством профессора Дун Вана.
