меню
28-я Международная специализированная форум-выставка
 
24-26 ноября 2021, Москва, Инновационный центр «Сколково», Amalteya Hall

29.08.2011

Новые буквы генетического алфавита для новых генов

Новые буквы генетического алфавита для новых генов

Химикам удалось создать искусственный генетический код, позволяющий обеспечивать создание и эволюционирование новых генов. В новом коде список из четырех классических азотистых оснований дополнен еще двумя, новый код может служить основой для создания синтетических живых систем, способных к случайным мутациям. ДНК с синтетическими нуклеотидами может стать основой для создания новых аптамеров, практически полезных для медицины.

Стивен Беннер (Steven Benner), человек, которого вполне можно назвать отцом-основателем такого направления науки, как «синтетическая биология», создал две молекулы, которые могут быть инкорпорированы в молекулу ДНК наряду с обычными главными азотистыми основаниями — аденином (A), тимином (T), цитозином (Ц) и гуанином (Г). Новые азотистые основания, получившие обозначение «P» и «Z», также представляют собой пару пуриновое/пиримидиновое основание, однако геометрия водородного связывания этой пары отличается от типа водородного связывания пар А-Т и Г-Ц.

Синтетические нуклеотиды инкорпорировались в ДНК и ранее, но обычно такие молекулы ДНК не реплицировались, поскольку ферменты, ответственные за процесс удвоения ДНК, просто не распознавали их. В соответствии с одной из гипотез, распознавание азотистых оснований ферментами основано на их взаимодействии с электронной плотностью водородно-спаренных азотистых оснований, образующих двойную спираль, таким образом, грамотный дизайн искусственных азотистых оснований позволил бы добиться их ориентации, достаточной для распознавания ферментами. Беннер отмечает, что репликация ДНК с новыми азотистыми основаниями (GACTZP-ДНК) уже наблюдалась в искусственных клетках, сейчас же планируется внедрить эту ДНК в E. Coli.

По словам, изменение условий репликации ДНК позволяет контролировать точность, с которой происходит воспроизведение ДНК. Флойд Ромесберг (Floyd Romesberg), специалист по синтетическим нуклеотидам, заявляет, что это обстоятельство, в свою очередь, означает, что можно создать условия, с помощью которых можно сделать с парой азотистых оснований все, что угодно. Исследователи из группы Беннера продемонстрировали, что в условиях, позволяющих снизить (но не избежать полностью) количество ошибок при репликации GACTZP-ДНК, можно достичь случайной мутации нового генетического кода, создавая основу того, что можно назвать подобием эволюции по Дарвину.

Другие условия, в которых обеспечивается максимально возможная точность репликации ДНК, также возможны — такие условия идеально подходят для осуществления полимеразоцепной реакции. В группе Беннера также разрабатывается техника секвинирования ДНК нового типа, основанная на применении ферментов, специфически расщепляющих ДНК по месту нахождения нуклеотидов с синтетическими азотистыми основаниями. Помимо теоретических исследований, направленных на изучение особенностей химической эволюции, новый генетический алфавит может найти и практическое применение. Фрагменты синтетической ДНК могут применяться в качестве аптамеров — в последнее время они находят свое применение в качестве рецепторов и катализаторов для медицинской диагностики и создания новых лекарств. P и Z — новые буквы генетического алфавита. (Рисунок из J. Am. Chem. Soc., 2011, DOI: 10.1021/ja204910n).

Источник http://www.pharmcluster.ru

См.также: выставка лечебной косметики | Медицинские выставки | Аптека | фармацевтические компании | Лекарственные средства | БАДы | фитотерапия

Вернуться к списку новостей