Биоинженеры добавили две новых «буквы» в генетический код
Ученые впервые смогли получить культуру живых клеток с шестью «буквами» ДНК вместо четырех. Клетки с шестибуквенным генетическим кодом функционируют так же, как и обычные.
Об этом говорится в статье американских ученых из Исследовательского института Скриппса, опубликованной в свежем выпуске журнала Nature.
Как известно, генетическая информация в ДНК всех живых организмов на Земле кодируется четырьмя азотистыми основаниями («буквами») - аденином (А), тимином (Т), гуанином (G) и цитозином (C). А-Т и G-C, расположенные напротив друг друга, образуют между собой водородные связи, благодаря чему две нити спирали ДНК соединяются.
Авторы статьи синтезировали еще два азотистых основания, которые не встречаются в природе - d5SICS и dNaM. Они также образуют между собой водородные мостики и могут быть «вшиты» в нити ДНК. После ряда экспериментов в пробирке, ученые вставили новые «буквы» в кольцевую хромосому бактерии Escherichia coli.
Оказалось, что клеточные белки, ответственные за репликацию (удвоение) ДНК перед делением клетки, без проблем справляются с шестибуквенным кодом. В результате культура E. coli с модифицированным геномом может успешно размножаться. Впрочем, поскольку d5SICS и dNaM не вырабатываются в самих клетках, ученым пришлось снабдить бактерий специальным транспортным белком, который переносит их из внешней среды. Если d5SICS и dNaM не поступают в клетку в момент репликации, то добавочные «буквы» из генома исчезают.
Ученые не исключают, что в будущем эта технология поможет создавать организмы с принципиально новыми свойствами. Дело в том, что «буквы» в ДНК считываются по три, причем почти каждый триплет (например, ACG) кодирует только одну аминокислоту. Соответственно, если добавить две дополнительные «буквы», то число возможных комбинаций резко возрастет. По расчетам исследователей, клетка с шестибуквенным геномом сможет использовать при синтезе белков до 172 аминокислот, тогда как сейчас используется всего 20.