Американские ученые показали, что бактерии, в геном которых были вставлены две дополнительные «буквы» ДНК, не встречающиеся в природе, способны к полноценному синтезу белка из искусственных аминокислот. В будущем технология позволит создавать полностью синтетические организмы с заданными параметрами.
О своих достижениях специалисты из Исследовательского института Скриппса рассказали на страницах свежего выпуска 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 друг напротив друга, образуют между собой водородные связи, благодаря чему две нити спирали ДНК соединяются.
В 2014 году ученые из Института Скриппса получили штамм кишечной палочки с геномом, дополненным еще одной парой азотистых оснований, которая не встречается в природе. Такие бактерии могли успешно делиться, однако новые «буквы» ДНК в их геноме были бесполезным балластом, поскольку они не участвовали в кодировании информации.
На этот раз исследователи пошли еще дальше – они заставили кишечную палочку с дополнительной парой азотистых оснований dNaM–dTPT3 считывать ее при синтезе белка. Для этого ученым пришлось создать тРНК с искусственными антикодонами – так называются трехбуквенные последовательности, благодаря которым аминокислота встраивается в нужное место строящегося белка.
Аминокислоты, задействованные в белковом синтезе, также не встречались в природе. В результате бактерия успешно синтезировала зеленый флюоресцирующий белок со сложной складчатой структурой, используя информацию, закодированную с участием дополнительных азотистых оснований.
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 кодирует только одну аминокислоту. Добавление двух дополнительных азотистых оснований резко увеличивает число трехбуквенных комбинаций и, следовательно, и число различных аминокислот, которые могут использоваться при синтезе белка.
