Tradiční DNA se skládá ze čtyř párů bází, A, C, G a T. Ale nově vytvořený genetický systém je plný osmi - dvakrát tolik, kolik by se normálně našlo v samoreplikujících se molekulách. Nový systém se jmenoval „hachimoji“a co je nejzajímavější - může to vypadat jako stavební kameny mimozemského života, tj. Mimozemšťané. Nová studie nedávno publikovaná v Science popisuje hachimoji, což v japonštině znamená „osm písmen“.
Kromě čtyř základních párů má tento genetický systém čtyři stavební bloky, které výrazně zvyšují hustotu informací ve srovnání s konvenční DNA. Vědci předkládající práci říkají, že nový systém může být dostatečně robustní, aby podporoval život - to znamená, že podporuje procesy nezbytné pro darwinovskou sebep replikaci.
Cizí DNA z osmi písmen
Okamžitě vyjasněte, že hachimoji není autonomní soběstačný organismus. Jedná se spíše o model alternativní genetické struktury, který je nutný k udržení samoreprodukčního života. Na Zemi vykonávají tuto funkci pouze RNA a DNA, ale to neznamená, že jiné možnosti ve vesmíru nemohou existovat. Ve skutečnosti se astrobiologové o tuto studii velmi zajímají, protože ukazuje další možný mechanismus, ze kterého by život mohl vycházet, vyvíjet se a být složitý.
Autoři studie netvrdí, že hachimoji existuje v celém vesmíru, ale věří, že je možné brát a „představit si paralelní procesy“, říká Andrew Ellington, spoluautor nového výzkumného a syntetického biologa na University of Texas v Austinu. "Pečlivou analýzou tvaru, velikosti a struktury v hachimoji DNA, v této práci rozšiřujeme naše chápání typů molekul, které by mohly ukládat informace o mimozemském životě v mimozemských světech."
U normální RNA a DNA umožňuje kombinace čtyř párů bází ukládání a přenos genetické informace. Tyto čtyři stavební bloky DNA nebo nukleotidy jsou složeny z adeninu, cytosinu, guaninu a tyminu nebo jednoduše A, C, G a T. V RNA je T nahrazen uracilem (U). Základní báze kódují aminokyseliny, základní stavební bloky proteinů.
Předchozí výzkum vytvořil syntetickou DNA se celkem čtyřmi alternativními písmeny a systémem se dvěma dalšími páry bází (celkem šest), ale v poslední studii vědci toto číslo zvýšili na osm.
Propagační video:
Podle nového výzkumu jsou čtyři nová písmena P, B, Z a S zhruba podobná ve struktuře a funkčnosti jako běžná DNA; P a B jsou ve funkci purinové, zatímco Z a S jsou pyrimidinové. V testech genetický systém prokázal schopnost ukládat a přenášet informace, v podstatě napodobující molekulární chování pravidelné čtyřpísmenné DNA. Důležité je, že hachimoji také splňuje Schrödingerovy požadavky, které definují darwinovský systém molekulární evoluce (stejný Schrödinger, jehož kočka není naživu ani mrtvá). Schrödinger popsal čtyři požadavky na vývoj: ukládání informací, přenos, strukturální integritu a rozpoznatelnou fyzickou formu nebo strukturu.
„DNA Hachimoji může udělat vše, co DNA pro udržení života. Předvídatelně se spáruje a pravidla určují jeho stabilitu. DNA Hachimoji může být zkopírována pro vytvoření RNA Hachimoji, může syntetizovat proteiny přímo. RNA Hachimoji může mít selektivní fenotyp (fyzikální strukturu), a v tomto experimentu, a zelenou zářivku. “
Laurie Haze, úřadující ředitelka divize Planetární vědy NASA, ocenila studii: „Objev života je stále důležitějším cílem planetárních vědeckých misí NASA a tato nová práce pomůže vyvinout účinné nástroje a experimenty, které rozšíří naše hledání.“
„Tento výzkum je důležitý, protože DNA byla vždy považována za jedinečnou. Například DNA je jediný materiál, s nímž můžeme navrhnout sekvence s předvídatelnou stabilitou, “říká Floyd Romesberg, genetik v Scripps Institute a autor studie se šesti syntetickými páry. "A jak ukázal Steve Benner, jeho nová čtyři písmena splňují také všechny aspekty této předvídatelné stability." Přestože existují náznaky, že tuto vlastnost mohou mít jiné věci než čtyři přirozená písmena DNA, tato práce to opravdu poprvé demonstruje. ““
Romesberg také říká, že důležitou aplikací osmimístné abecedy je kontrola molekulárních asociací, tj. Schopnost programovat konfiguraci nukleotidů. Osmimístná abeceda, jak řekl, je ze své podstaty konkrétnější než čtyřpísmenná abeceda.
„Bude však zbytečné, pokud není stabilita osmimístné abecedy předvídatelná ani programovatelná,“říká Romesberg. "Tím, že to prokázal, objevil Steve nové aplikace, které se pravděpodobně objeví v jeho laboratoři brzy."
Výsledky práce mohou vést nejen k astrobiologickým důsledkům, ale také zanechat stopu v reálném světě - například vylepšit diagnostické vybavení, monitorovat životní prostředí (např. Detekci nebezpečných virů), vést ke vzniku alternativního ukládání informací, proteiny s přidanými aminokyselinami a nové inovativní drogy …
Ilya Khel