Міжнародна група дослідників зі США, Великобританії, Бельгії та Данії опублікувала в останньому номері журналу Science повідомлення про синтезовані ними молекули, які можуть виступати як альтернативи природним носіям генетичної інформації - РНК і ДНК.

Альтернатива натуральним носіям генетичної інформації РНК і ДНК - ксенонуклеїнові кислоти, здатні передавати генетичну інформацію, були синтезовані у лабораторії. Їх можна перетворювати у різні біологічно корисні форми за допомогою «спрямованої еволюції» і використовувати в якості біосенсорів.

Питання про те, чи можуть існувати такі альтернативи, давно був предметом безлічі досліджень і запеклих дебатів у науковому співтоваристві. Особисту участь у них приймав і Джон Чепет, біохімік з Інституту біосинтезу при Університеті Південної Арізони.

Нещодавно він припустив, що однією з таких альтернатив може стати нуклеїнова кислота треози (треоза - один із найпростіших цукрів з формулою C₄H₈O₄).

Тепер він продовжив розвиток своїх досліджень у складі європейської групи, зайнятої більш загальним питанням - ксенонуклеїновими кислотами (КНК, або XNA - англ.), тобто чужорідними нуклеїновими кислотами, молекулами, що не існують у природі, але точно так само, як РНК і ДНК, здатні зберігати і передавати генетичну інформацію.

Нещодавно ця група вперше продемонструвала створений нею набір із шести таких «неприродних» полімерів нуклеїнової кислоти.

Створення на їхній основі ксеностворінь, що відразу приходить у голову журналістам, поки занадто химерно і нереально, і його дослідники, звісно, навіть не розглядали.

Їм вистачило і того, що можна зробити з XNA на даний час. Виявилося, що одну з них можна перетворювати у різні біологічно корисні форми за допомогою «спрямованої еволюції».

У лабораторії були також створені так звані аптамери нуклеїнових кислот, своєрідні хімічні датчики, рецептори, які реагують на появу певної хімічної сполуки. У звичайній генетиці вони використовуються, зокрема, для пошуку пошкоджень у ДНК або реагують на появу з'єднання, на яке вони налаштовані вимиканням відповідного гену. Створені групою ксено-аптамери здатні не лише на участь у подібних генетичних процесах, вони можуть працювати за принципом антитіл, з високою ефективністю знаходячи і зв'язуючи відповідні молекули.

Джон Чепет стверджує, що XNA можна буде використовувати при створенні нових типів діагностики і нових ксено-біосенсорів, які зможуть працювати навіть успішніше, ніж природні, оскільки природні ферменти-охоронці, що налаштовані руйнувати чужі ДНК і РНК, їх просто не побачать.

Експериментальна ксенобіологія, нова наука, початок якої покладений цією роботою, за словами Чепета, дозволить у майбутньому створювати досі небачені терапевтичні методи.

Ця робота із ксенонуклеїновими кислотами дає можливу відповідь ще на одне запитанння, яке десятиліттями мучить генетиків: як на Землі з'явилися ДНК і РНК.

Наприкінці минулого століття вчені з'ясували, що ДНК, найімовірніше, з'явилася після менш складної РНК, але от як у природі могла бути синтезована РНК, теж надзвичайно складна молекула, вони не розуміли. Академік Олександр Спірін, один із головних у світі фахівців з РНК, стверджував якось, що він витратив два роки життя на це питання, і з'ясував, що випадковий синтез РНК міг відбутися за час, набагато більший, ніж час життя Всесвіту. Імовірність такої події набагато менша, ніж імовірність того, що мавпа, б'ючи по клавішах, напише «Війну і Мир».

По одній з гіпотез, молекулам РНК передували більш прості молекули - пре-РНК, але у неї була безліч нестиковок, які прекрасним чином відмітаються, якщо припустити, що посередником між пре-РНК і РНК було якесь ксеногенетичне з'єднання - ксенонуклеїнова кислота.

Таким посередником, за твердженням Чепета, цілком могла бути його улюблена нуклеїнова кислота треози (ТНК).

Володіючи здатністю працювати із чотирма нуклеотидами, чотирма буквами, що складають генетичний алфавіт - А, C, Т і G - за законами, встановленими ще Уотсоном і Лементом, що відкрили подвійну спіраль ДНК, ця ТНК могла виконати роль синхронного перекладача, що передав інформацію зі світу пре-РНК у світ РНК.

Джерело: InfoNova.org.ua

За матеріалами: gazeta.ru