Znanstvenici su stvorili umjetni nositelj genetskih informacija

Alternativa prirodnim nositeljima genetskih informacija DNA i RNA su ksenonukleinske kiseline (sintetizirane u laboratoriju), koje su sposobne prenositi genetske informacije. Mogu se transformirati u različite biološki korisne oblike korištenjem „usmjerene evolucije“ i koristiti kao biosenzori.

Međunarodna skupina istraživača iz Sjedinjenih Država, Engleske, Belgije i Danske objavila je u časopisu Science vijesti o molekulama koje su sintetizirali, a koje imaju sve šanse djelovati kao alternativa RNK i DNK.

Pitanje mogu li takve alternative postojati dugo je bilo predmet mnogih istraživanja i žestokih rasprava u znanstvenoj zajednici. Jedan od autora studije bio je John Chapat, znanstvenik s Instituta za biosintezu (Sveučilište Južne Arizone).

Nedavno je predložio da bi jedna od tih alternativa bila nukleinska kiselina treoza (treoza je jedan od jednostavnih šećera s formulom C4H8O4).

Sada je nastavio razvijati vlastite eksperimente kao dio europske skupine koja radi na općenitijem problemu: ksenonukleinskim kiselinama (XNA), drugim riječima stranim nukleinskim kiselinama, molekulama koje ne postoje u prirodi, iako su, na isti način kao i RNA i DNA, sposobne pohranjivati i prenositi genetske informacije.

Sada je ova grupa prvi put demonstrirala skup od šest takvih "neprirodnih" polimera nukleinskih kiselina koje je razvila.

Stvaranje ksenokreatura na njihovoj osnovi, što je prvo što dopisnicima pada na pamet, još uvijek je previše fantastično i nemoguće, a istraživači ga, naravno, nisu ni procijenili.

Znanstvenici su bili zadovoljni onim što se danas može učiniti s XNA. Ispostavilo se da se jedan od njih može transformirati u sve vrste biološki korisnih oblika korištenjem „usmjerene evolucije“.

Tako su u laboratoriju, između ostalog, izrađeni tzv. aptameri nukleinskih kiselina, neobični kemijski senzori koji reagiraju na pojavu određenog kemijskog spoja. U konvencionalnoj genetici koriste se, na primjer, za traženje defekata u DNK ili reagiranje na pojavu spojeva na koje su podešeni isključivanjem odgovarajućih gena. Kseno-aptameri koje je razvila grupa sposobni su ne samo sudjelovati u sličnim genetskim radnjama, već mogu djelovati poput antitijela, pronalazeći i vežući prikladne molekule s najvećom učinkovitošću.

John Chapat priznaje da se XNA može koristiti za stvaranje novih vrsta dijagnostike i novih kseno-biosenzora koji će moći raditi još učinkovitije od prirodnih, budući da ih prirodni enzimi čuvari, konfigurirani za uništavanje strane DNA i RNA, neće primijetiti.

Eksperimentalna ksenobiologija je nova znanost koju je ovaj rad započeo, a prema Chepetu, omogućit će stvaranje dosad nečuvenih terapijskih metoda u budućnosti.

Ovaj rad o ksenonukleinskim kiselinama pruža vjerojatan odgovor na još jedno zanimljivo pitanje koje desetljećima muči sve genetičare: kako su DNK i RNK nastale na Zemlji.

Krajem prošlog stoljeća znanstvenici su saznali da je DNK najvjerojatnije nastala nakon manje složene RNK, ali nisu razumjeli kako je RNK, ujedno i najsloženija molekula, mogla nastati u prirodi. Akademik A. Spirin, vodeći svjetski stručnjak za RNK, jednom je izjavio da je 2 godine svog života posvetio ovom pitanju i saznao da se slučajna sinteza RNK mogla dogoditi u vremenu puno većem od životnog vijeka cijelog Svemira. Vjerojatnost ovog događaja puno je manja od vjerojatnosti da će majmun napisati "Rat i mir".

Prema jednoj teoriji, molekulama RNA prethodile su još jednostavnije molekule – pre-RNA, ali ta je teorija imala velik broj nedosljednosti, koje se uklanjaju ako zamislimo da je između pre-RNA i RNA postojao još jedan posrednik – neka ksenogena tvar – ksenonukleinska kiselina.

Ovaj posrednik, prema Chepetu, apsolutno bi mogla biti njegova voljena treoza nukleinska kiselina (TNA).

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ]