Mια νέα μορφή ζωής με συνθετικό DNA

Posted on 30/11/2017

2


Το συνθετικό DNA διαθέτει έξι διαφορετικά νουκλεοτίδια (τρία ζεύγη συζυγών βάσεων)

Να αυξήσουν το γενετικό αλφάβητο κατά 50% κατάφεραν επιστήμονες στις Ηνωμένες Πολιτείες, καθώς δημιούργησαν ένα ημισυνθετικό βακτήριο, το οποίο διαθέτει στο DNA του, πέρα από τα τέσσερα φυσικά «γράμματα», άλλα δύο συνθετικά.

Τα δύο αυτά έξτρα «γράμματα» του γενετικού αλφαβήτου επιτρέπουν στον μικροοργανισμό να παράγει νέες πρωτεΐνες που δεν υπάρχουν στη φύση, με τους δημιουργούς του να επισημαίνουν ότι πρόκειται για ένα σημαντικό βήμα στην κατεύθυνση της δημιουργίας υβριδικής, τεχνητής και «κατά παραγγελία» ζωής.

Εδώ και περίπου 3,5 δισεκατομμύρια χρόνια που εμφανίσθηκε η ζωή στη Γη, τα γονίδια στο DNA είναι «εγχειρίδια οδηγιών» για τη δημιουργία πρωτεϊνών. Τα τέσσερα γράμματα του γενετικού κώδικα είναι μόρια, γνωστά και ως αζωτούχες βάσεις. Όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί χρησιμοποιούν αυτά τα γράμματα-βάσεις A (αδενίνη), C (κυτοσίνη), G (γουανίνη) και T (θυμίνη), αλλά ο νέος οργανισμός διαθέτει δύο ακόμη, που αποκαλούνται Χ και Υ.

Η δομή των νέων συζυγών βάσεων Χ και Υ (d5SICS–dNaM) σε σύγκριση με τις φυσικές συζυγείς βάσεις γουανίνη και κυτοσίνη (dG–dC)

Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον Φλόιντ Ρόουμσμπεργκ του Ινστιτούτου Ερευνών Scripps στην Καλιφόρνια, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό «Nature», είχαν για πρώτη φορά ενσωματώσει το 2014 τα «γράμματα» Χ και Υ στο DNA ενός βακτηρίου E.coli. Τα βακτήρια μπορούσαν τότε απλώς να αποθηκεύουν τις δύο πρόσθετες συνθετικές βάσεις και να τις «κληροδοτούν» στους «απογόνους» τους (διαβάστε σχετικά: Δημιούργησαν εξωτικό DNA με 3 ζεύγη συζυγών βάσεων).

Το νέο ουσιαστικό βήμα που έγινε αυτή τη φορά, είναι ότι οι επιστήμονες κατάφεραν να «παντρέψουν» με επιτυχία τις τέσσερις φυσικές και τις δύο συνθετικές βάσεις μέσα στα γονίδια του βακτηρίου, κάνοντας «σάντουιτς» κάθε Χ και κάθε Υ ανάμεσα σε δύο άλλες φυσικές βάσεις. Έτσι το βακτήριο μπόρεσε να «διαβάσει» το DNA που περιέχει τα έξτρα Χ και Υ, να τα μεταγράψει σε μόρια RNA και, τελικά, αυτά να «μεταφρασθούν» σε πρωτεΐνες, οι οποίες περιέχουν αμινοξέα που δεν υπάρχουν στη φύση.

Το DNA ενός βακτηρίου Ε. Coli περιέχει τις συνήθεις τέσσερις αζωτούχες βάσεις: Αδενίνη, Θυμίνη, Γουανίνη, Κυτοσύνη

Το DNA του βακτηρίου τροποποιήθηκε γενετικά περιλαμβάνοντας τις νέες συνθετικές βάσεις Χ και Υ

To συνθετικ;o DNA δημιουργεί εντελώς νέες πρωτεΐνες. Το τροποποιημένο βακτήριο έχει έναν διευρυμένο γενετικό κώδικα που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την παρασκευή πρωτεϊνών για φάρμακα

«Δεν θα αποκαλούσα νέα μορφή ζωής αυτό που δημιουργήσαμε, αλλά είναι το κοντινότερο σε αυτό πράγμα που οποιοσδήποτε έχει ποτέ κάνει. Είναι η πρώτη φορά που ένα κύτταρο έχει μεταφράσει μια πρωτεΐνη, χρησιμοποιώντας κάτι άλλο πέρα από τα G, C, A και Τ. Είναι ένα μικρό βήμα, αλλά ένα πρώτο πετυχημένο βήμα» δήλωσε ο Ρόουμσμπεργκ.

Κανονικά οι τέσσερις φυσικές βάσεις-γράμματα του γενετικού κώδικα μπορούν να παράγουν 20 αμινοξέα, αλλά με την προσθήκη των βάσεων Χ και Υ μπορούν να παραχθούν έως 152 αμινοξέα. Αυτά, μελλοντικά, είναι πιθανό να επιτρέψουν τη δημιουργία νέων φαρμάκων, υλικών κ.α. Ήδη από το 2014 το εργαστήριο του Ρόουμσμπεργκ δημιούργησε την εταιρεία Synthorx Inc, η οποία πρωτοπορεί στην προσπάθεια να αναπτυχθούν νέα φάρμακα με βάση τα Χ και Υ.

Οι επιστήμονες διαβεβαίωσαν ότι είναι αδύνατο ο ημισυνθετικός οργανισμός να ζήσει στη φύση έξω από το εργαστήριο και να πολλαπλασιασθεί ανεξέλεγκτα, καθώς καμία μορφή ζωής στον πλανήτη δεν μπορεί να παράγει μόνη της τα έξτρα «γράμματα» Χ και Υ στο DNA της, χωρίς κάποιος άνθρωπος να προσθέσει τις σωστές χημικές ουσίες. «Δεν μπορούν να δραπετεύσουν. Δεν υπάρχει εδώ σενάριο τύπου Τζουράσικ Παρκ» τόνισε ο Ρόουμσμπεργκ.

πηγές: news.in.grwww.theguardian.comwww.nature.com

Posted in: ΒΙΟΛΟΓΙΑ