Вам с четырьмя или с шестью?

Биологи из Научно-исследовательского института Скриппса создали полноценную полусинтетическую бактерию, в геном которой введены синтетические, «не принятые на Земле» нуклеотиды.

Вся генетическая информация на Земле хранится в молекулярном «четырёхбуквенном алфавите», нуклеотиды аденин (А), тимин (Т), цитозин (С) и гуанин (G), образующие комплементарные пары A-T и С-G.

Синтетическая биология исследует возможности «конструирования» новых жизненных форм и придания новых функций существующим организмам. Один из путей — разработка организмов с расширенным набором базовых пар. Кроме четырёх природных оснований, они могут содержать дополнительные, образующих новую пару X-Y.

В предыдущих работах несколько групп исследователей смогли добиться включения новой пары нуклеотидов в геном модельных бактерий (Escherichia coli). Бактерии извлекали нуклеотиды из питательной среды, включали их в ДНК, но полученные конструкции не несли какой-либо функции.

В этой работе ученым удалось добиться не только репликации ДНК с X-Y парой оснований, но и «включить» транскрипцию гена белка sfGFP, содержащего синтетические основания. В итоге бактерии устойчиво нарабатывают флюоресцентный белок sfGFP (на фото вверху), часть аминокислот в котором закодирована «с участием» синтетических нуклеотидов.

sfGFP использовали для демонстрации, это традиционный маркер, который используется в генетических исследованиях. Теоретически бактерия может кодировать и другие аминокислоты.

«Это самое минимальное изменение, которое мы могли произвести в механизме работы природы — но это сделано впервые», — прокомментировал руководитель работы, профессор Флойд Ромсберг (Floyd Romesberg) из Научно-исследовательского института Скриппса.

Мнение специалиста

Ещё один шаг к конструированию генома. Пока – только принципиальная возможность конструирования генома с прогнозируемыми или даже программируемыми возможностями. Теоретически, в будущем – «программируемые биофабрики», от доступной полноценной пищи до новых лекарств и многофункциональных протезов. Практически, классика научной фантастики.

Но не стоит опасаться «атаки монстров из пробирки» - модельные организмы нежизнеспособны вне лабораторных условий. По крайней мере, нас в этом уверяют J