Strukturen i den nye 8-base genetiske system. De fire naturligt forekommende baser er vist i grøn (G), rød (A), blå (C) og gul (T), mens de syntetiske baser er vist i cyan (B), pink (S), lilla (S) og orange (Z). Billede: Indiana University School of Medicine
Konventionelle DNA består af de velkendte A, C, G og T-basepar, men en nyoprettet genetiske system er pakket med otte, hvilket er en fordobling af antallet af bogstaver, der normalt findes i selvreplikerende molekyler. Betagende, det nye system, kaldet “hachimoji,” kunne ligne de byggesten, af udenjordisk liv.
Ny forskning offentliggjort i går i Science beskriver hachimoji, som betyder “otte bogstaver” på Japansk. I tillæg til de konventionelle fire basepar, denne genetiske system, der har en fire ekstra byggesten, dramatisk stigende grad de oplysninger, massefylde i forhold til almindelige DNA. Forskerne bag det arbejde, der blev ledet af Steven Benner fra Fonden for Anvendt Molekylær Evolution i Alachua, Florida, sagde, at det nye system kan være robust nok til at understøtte liv, der er, for at støtte de processer, der kræves for Darwinistisk selv-replikation.
For at være klar, hachimoji er ikke et selvstændigt selvbærende organisme. Snarere, det er en model af en alternativ genetiske struktur, der kræves for at opretholde selvkopierende liv. På Jorden, RNA og DNA udføre denne funktion udelukkende, men det er ikke til at sige, andre variationer, der ikke findes andre steder i kosmos. Ja, astrobiologists vil uden tvivl være interesseret i denne forskning, fordi den viser en anden mulig mekanisme, hvorfra livet kan opstå, udvikle sig, og complexify.
Forfatterne af undersøgelsen er ikke at hævde, at hachimojis eksisterer andre steder i Universet, men “vi kan forestille os, parallelle processer,” Andrew Ellington, der er medforfatter på den nye undersøgelse, og en syntetisk biolog ved University of Texas, Austin, sagde i en erklæring. Som Benner tilføjet: “Ved omhyggeligt at analysere de roller, form, størrelse og struktur i hachimoji DNA, dette arbejde udvider vores forståelse af de typer af molekyler, der kan lagre oplysninger i udenjordisk liv på fremmede verdener.”
I normal RNA og DNA, kombinationer af fire basepar give mulighed for lagring og transmission af genetisk information. Disse fire byggesten i DNA, eller nukleotider, der består af adenin, cytosin, guanin og thymin, eller mere enkelt A, C, G og T. I RNA, T er erstattet af U, som er uracil. Grundlaget kode for aminosyrer, de grundlæggende byggesten i proteiner.
Tidligere forskning formået at skabe syntetisk DNA med fire alternative bogstaver i et system med to tilføjede base-par, i alt seks, men det er første gang, forskere har gået hele vejen til otte.
Forskere Tilføjet To Nye Breve til DNA-Kode
Hvis du har taget en videnskab klasse, du sandsynligvis klar over, at DNA er kroppens betjeningsvejledning. Men …
Læs mere Læs
De fire nye breve, P, B, Z, S, tilnærmes de strukturer og funktionalitet af regelmæssig DNA, ifølge den nye undersøgelse; P og B er purin-ligesom i funktion, og Z og S er pyrimidin-ligesom i funktion. I forsøg, den genetiske system blev vist til at gemme og overføre oplysninger, effektivt at efterligne den molekylære adfærd almindelige fire-brev DNA. Vigtigere, hachimoji mødte også Schrödingers krav, som definerer et Darwinistisk system molekylære evolution (og ja, det er den samme Erwin Schrödingers hvis hypotetiske quantum kat var både levende og døde). Schrödingers beskrevet fire krav om evolution: information, lagring, transmission, strukturelle integritet, og en mærkbar, men alligevel plastisk, fysisk form eller struktur.
“Hachimoji DNA kan gøre alt det DNA, der gør at støtte livet,” bemærkede en pressemeddelelse udstedt af Instituttet for Anvendt Molekylær Evolution. “Det par forudsigeligt, og regler forudsige dens stabilitet. Hachimoji DNA kan kopieres til at gøre hachimoji RNA, i stand til at styre proteinsyntesen. Hachimoji RNA kan have en valgbar fænotype [fysiske struktur], i dette spil, [experiment], et grønt fluorescerende skær.”
Lori Glasur, fungerende direktør for NASA ‘ s Planetary Science Division, blev ophidset af den forskning, der siger, “Liv opdagelse i stigende grad et vigtigt mål for NASA’ s planetary science missioner, og dette nye arbejde vil hjælpe os med at udvikle effektive redskaber og eksperimenter, der vil udvide rammerne for, hvad vi kigger efter,” i henhold til et agentur pressemeddelelse.
“Forskning er vigtig, fordi DNA har altid været anset for at være unik. For eksempel DNA er det eneste materiale, som vi har mulighed for at designe sekvenser, der har forudsigelige stabilitet,” Floyd Romesberg, genetiker ved Scripps Institute og co-forfatter af undersøgelsen, der involverer syntetisk DNA med seks basepar, fortalte Gizmodo. “Og hvad Steve [Benner] har vist, er, at hans nye fire bogstaver tilfredsstille ethvert aspekt af denne forudsigelige stabilitet. Mens der har været antydninger af, at andre ting end de naturlige fire bogstaver for DNA-måske har denne egenskab, dette værk for første gang virkelig viser det.”
Romesberg, der ikke var involveret i den nye undersøgelse, sagde en vigtig anvendelse af en otte-skrivelse alfabet, der er bestemmende molekylær forening, der er evnen til at programmere konfiguration af nukleotider. En otte-skrivelse alfabet, sagde han, er i sagens natur mere specifik end en fire-skrivelse alfabet.
“Men det er nytteløst, hvis stabiliteten af de otte skrivelse alfabet, der ikke er forudsigelig eller programmerbar,” sagde Romesberg. “Fordi Steve har vist, at dette, det åbner op for alle mulige former for nye programmer, som jeg er sikker på, at hans laboratorium, og andre vil snart udvikle sig.”
Faktisk, den nye undersøgelse, i tillæg til sine astrobiological konsekvenser, kan have en real-verden betydning. Forfatterne siger, at deres resultater kunne resultere i en forbedret diagnostisk udstyr, overvågning af miljøet (såsom påvisning af farlige vira), alternativer til lagring af oplysninger, som er proteiner, med ekstra aminosyrer, og nye innovative lægemidler.
[Videnskab]
Dele Denne Historie