1953. године, када су научници коначно идентификовали структуру ДНК, било је то монументално откриће које је добитник Нобелове награде: четири нуклеотида, сваки који садрже базу са словом, распоређена су у двоструку структуру спирале. Ова четири базе, или "слова", формирају парове: аденин, А, подударају се са тимином, Т и цитозином, Ц, везама с гванином, Г. Ови парови су у основи градивни блокови живота на Земљи; начин на који су парови распоређени ствара генетске инструкције о томе како се праве протеини, а то заузврат помаже у готово сваком критичном процесу који нас одржава у животу.
Сада је интердисциплинарни тим истраживача проширио генетску абецеду стварајући синтетичку ДНК која користи осам слова, а не четири, наводи се у новој студији објављеној у часопису Сциенце . Нова произведена структура названа је " хацхимоји ДНА", од јапанских речи за "осам" и слово. "Стварање хахимоји ДНК било је, како Царл Зиммер пише у Тхе Нев Иорк Тимесу, " хемијска турнеја за групу " предвођен Стевеном Беннером, синтетичким биологом у Фондацији за примењену молекуларну еволуцију, који нуди нове могућности у многим областима, укључујући медицинска истраживања и чување података.
Синтетички ДНК се прави од нуле у лабораторији. Прилагођено програмирани ДНК може пружити упутства која се можда не појављују у природи. Тренутно је синтетичка ДНК - користећи типичне четири базе - дизајнирана за нове сврхе, попут стварања нових мириса за парфем, али постоје и потенцијалне медицинске примене, попут производње ензима који може разградити глутен и лечити целијакију.
„Хацхимоји ДНА“ додаје два нова пара - П и З, затим Б и С - у мешавину. Претходни рад створио је различите верзије шест-базних структура синтетичке ДНК. Осамосновна ДНК драматично проширује могући број комбинација од три слова или кодона које ДНК може да складишти.
Меган Молтени из Виреда објашњава:
„Абецеда са четири слова даје вам 64 могућа кодона који дају 20 аминокиселина, грађевне бјеланчевине. Шест слова вам доноси до 256 кодона; осам их чини 4.096. "
Већина претходних покушаја додавања базних парова била је нестабилна јер су користили молекуле који одбијају воду у својим базама, извјештава Маттхев Варрен за Натуре . Нови синтетички парови могли би да се увуку између природних парова, али не могу да се поставе у ред. ДНК хахимојија, међутим, користи водоничне везе - баш као и ДНК у природи - додајући структурни интегритет.
ДНК у природи садржи упутства за изградњу протеина. Кључни корак у том процесу је креирање зрцалне слике РНА. Иначе, информације сачуване у ДНК остају неискоришћене, попут рецепта који се никада не кува. Нећете бити у стању да посматрате ефекат новостворених гена, а камоли да видите еволуцију. Коаутор студије Андрев Еллингтон, инжењер еволуције на Универзитету у Тексасу, синтетизовао је ензим који је могао да чита хахимоји ДНК (укључујући нова слова) и прави одговарајући ланац РНА. РНА ради као што је дизајнирано, извештаји Меган Молтени из Виреда: неки су створили зелени флуоресцентни сјај, док су се други везали за туморе јетре или ћелије рака дојке у петријевој посуди.
Побољшани капацитет складиштења ДНК Хацхимоји значи да бисмо могли да користимо ДНК са осам слова за чување информација, попут супер издржљивог микроскопског рачунарског чипа. Како Ед Ионг објашњава у Натионал Геограпхиц-у, истраживачи могу да направе кључ који преводи информације са језика рачунара - бинарних 1 и 0 - у слова ДНК абецеде. ДНК траје много дуже и заузима много мање простора него хард дискови, а истраживачи су успешно ускладиштили читав оперативни систем рачунара и цео филм у нормалну ДНК са четири слова.
Откриће такође помаже да се одговори на биолошки проблем: да ли би живот могао постојати користећи друге грађевне блокове осим четири нуклеотидне базе које се користе на овој планети? Синтетски биолог Флоид Ромесберг рекао је за Натуре да је ново истраживање "концептуални пробој."
"Дуго времена смо имали наговештаје да се живот развијао из Г, А, Т, Ц, не зато што су били тачно праве сировине, већ зато што су били једноставно доступни", рекао је Ромесберг у интервјуу за Виред, а ова студија је први који је потврдио ову сумњу.
НАСА, једна од организација која је финансирала студију, објавила је у саопштењу за јавност да ће истраживање хахимоји ДНА обавестити о њеном тражењу живота на другим планетима, пошто откриће сугерира да ванземаљски живот можда неће употребљавати исте грађевне блокове као живот на Земљи.
Али да ли су научници створили потпуно нови тип живота на Земљи? Не, према Открићу . Иако ДНК хахимоји испуњава све структуралне захтеве за живот, он не може да се одржи изван пажљиво калибрираног лабораторијског окружења.
