Ģenētiskais alfabēts saņem divas jaunas (sintētiskas) vēstules

Kopš dzīvības uz šīs planētas četri burti ir regulējuši visus bioloģiskos procesus katram organismam, kas jebkad ir dzīvojis un miris: A, C, T un G. Šie ir četri nukleotīdu bāzes pāri, kas palīdz veidot DNS un diktēt kāds organisks izskatās, kā tas darbojas un kāda ir tās ekoloģiskā loma dabā. (RNS ir arī U vietā, lai atrastu visus ģenētiskos pabeigtājus.)

Bet laiki, tie ir maiņa. Sintētiskās bioloģijas pieaugums nozīmē, ka DNS vairs nav tikai četri burti. Pēc desmitgades darba Stīvens Benners, Floridas lietišķās molekulārās evolūcijas fonds, organiskais ķīmiķis, beidzot ir paplašinājis kodu ar jauniem vēstules pasūtījumiem, lai to būtiski uzlabotu. Un rezultāts ir divi jauni, mākslīgi izgatavoti nukleotīdi: P un Z.

Divos nesen publicētos rakstos Benner un viņa kolēģi parāda, kā P un Z var ievietot DNS spirālveida struktūrā un palīdzēt saglabāt ģenētiskā materiāla dabisko formu. Vēl labāk, DNS ar P un Z uzvedas un - vissvarīgāk - attīstīties tāpat kā normāla DNS. Bennera darbs pie P un Z ir izklāstīts sīkāk Quanta Magazine.

Ir praktisks jautājums, kāpēc ģenētiskā alfabēta paplašināšana no četriem līdz sešiem burtiem ir noderīga. DNS palīdz šifrēt aminoskābes, kuras var apvienot miljonos veidos, lai padarītu olbaltumvielas, kas palīdz veidot mūs kā mēs, un virzīsim mūsu bioloģiskos procesus uz priekšu. Bet pašreizējais četru burtu alfabēts tikai kodē 20 aminoskābes. Tomēr sešu burtu alfabēts varētu kodēt 216 dažādas aminoskābes un izmantot eksponenciāli atšķirīgākām olbaltumvielu struktūrām.

Ir daudz veidu, kā zinātnieki varētu izmantot šo jauno sešu alfabētu “FrankenDNA” ģenētiskās un medicīniskās nodarbībās. Benneta otrais darbs raksturo, kā mūsu DNS sekvences ar P un Z var selektīvi saistīties ar audzēja šūnām. Šis novērojums var palīdzēt noteikt, kur vēža audi var atrasties organismā. Spēja sintezēt jaunākus olbaltumvielu veidus varētu izrādīties ļoti noderīga, risinot daudzu veidu pētījumus par bioloģiju un sniedzot aizraujošu ieskatu evolūcijas procesos.

Tomēr lielākais trūkums ir tas, ka vairāk nukleotīdu burtu rada lielākas izredzes kļūdām DNS. Tikai četru dažādu nukleotīdu ierobežojumi ierobežo iespējamo mutāciju veidu un ievērojami samazina izredzes, ka veidojas ļoti smaga vai letāla mutācija. Pat tikai vēl divi papildu nukleotīdu veidi varētu izrādīties postoši DNS labošanas un mutācijas kontroles ziņā.

Neskatoties uz to, tas noteikti nebūs pēdējā reize, kad mēs varam sagaidīt, ka jauni nukleotīdi nonāks DNS. Sintētiskā bioloģija tikai sāk sākties.