En grupp amerikanska forskare skapade en syntetisk molekyl av deoxiribonukleinsyra, som inkluderade fyra nya kvävebaser utöver de fyra som redan finns. "Hachimoji" -DNA (åtta bokstäver-DNA) kan bilda en dubbel spiral och transkriberas till RNA-molekyler, det vill säga den kan potentiellt bära genetisk information. En artikel om studien publicerades i tidskriften Science.
Experter har syntetiserade nukleotider ("byggstenar" av DNA) P, B, Z och S, som innehåller kvävebaser, liknande puriner och pyrimidiner i vanligt DNA. Vätebindningar bildas mellan puriner och pyrimidiner, som är nödvändiga för bildandet av baspar som utgör den dubbla DNA-strängen. S (pyrimidin) binder sålunda till B (purin), och P (triazin) binder till Z (pyridin) enligt principen om komplementaritet, på samma sätt som adenin binder till tymin och cytosin till guanin i vanligt fyr-bokstavs-DNA.
Det bekräftades att "hachimoji" -DNA uppfyller de grundläggande kraven för att säkerställa Darwinisk utveckling, inklusive förutsägbar termodynamisk stabilitet, oavsett nukleotidsekvens. Att ersätta ett par syntetiska baser med ett annat par leder till exempel inte till förlust av kristallegenskaper, det vill säga mutationer kan uppstå i DNA som inte berövar de åtta bokstäverna deoxiribonukleinsyra förmågan att bära genetisk information och i teorin överföra den genom arv.
Forskare lyckades också transkribera "hachimoji" -DNA, det vill säga att använda det som en mall för syntesen av hachimoji-RNA-molekyler. Först testade forskarna det nödvändiga enzymet för detta - RNA-polymeras, isolerat från bakteriofag T7-viruset och kan välja varje nukleotid i DNA-strängen motsvarande komplementaritetsprincipen för ribonukleotid (RNA-byggstenar).
Det visade sig att denna typ av polymeras inte kan fästa endast ribonukleotid S, motsvarande nukleotid B, till den växande kedjan av hachimoji RNA. För att lösa detta problem sorterade forskarna flera mutanta polymerasvarianter och fann att en av dem - FAL-polymeras med tre aminosyrasubstitutioner - kan fungera med alla fyra nya "bokstäverna". Detta gjorde det möjligt för forskarna att konstruera en fluorescerande spenat aptamer från Hachimoji RNA, en kort molekyl som kan binda till DFHBI-molekylen, vilket fick den att avge grönt ljus.
Som forskare skriver kan skapandet av DNA med åtta bokstäver vara användbart inom olika områden av syntetisk biologi och utvidgar också förståelsen för möjliga biologiska strukturer i främmande liv.
