Химерна ДНК з восьми букв може належати інопланетянам

Традиційна ДНК складається з чотирьох пар основA, C, G і T. Але недавно створена генетична система упакована вісьмома - удвічі більше, ніж зазвичай зустрічається в самореплицирующихся молекулах. Нова система отримала назву «хатімодзі», і що найцікавіше - вона може бути схожа на будівельні блоки позаземного життя, тобто інопланетян. Нове дослідження, опубліковане на днях в Science, описує хатімодзі, що означає «вісім букв» на японському.

На додаток до чотирьох базових парам, цягенетична система володіє чотирма будівельними блоками, що істотно збільшує щільність інформації в порівнянні зі звичайним ДНК. Вчені, які представили роботу, кажуть, що нова система може бути досить надійною, щоб підтримувати життя - тобто, підтримувати процеси, необхідні для дарвіновського самовідтворення.

Інопланетна ДНК з восьми букв

Відразу з'ясуємо, що хатімодзі - це не автономнийсамоподдерживающийся організм. Швидше, це модель альтернативної генетичної структури, необхідної для підтримки самовоспроіводящейся життя. На Землі виключно РНК і ДНК виконують цю функцію, але це не означає, що інших варіантів у космосі не може існувати. Насправді, астробіологи дуже зацікавилися цим дослідженням, оскільки воно демонструє інший можливий механізм, з якого могла б виникнути, еволюціонувати і обрости складнощами життя.

Автори дослідження не стверджують, що хатімодзііснує по всьому Всесвіті, проте вважають, що можна взяти і «уявити паралельні процеси», говорить Ендрю Еллінгтон, співавтор нового досліджень і синтетичний біолог з Університету Техасу, штат Остін. «Ретельно аналізуючи ролі форми, розміру і структури в ДНК хатімодзі, в цій роботі ми розширюємо наше розуміння типів молекул, які могли б зберігати інформацію про позаземного життя в інопланетних світах».

У звичайній РНК і ДНК комбінація чотирьох базовихпар основ дозволяє зберігати і передавати генетичну інформацію. Ці чотири будівельних блоку ДНК, або нуклеотиди, складаються з аденіну, цитозину, гуаніну та тиміну, або просто A, C, G і T. В РНК T замінюється урацілом (U). Базові підстави кодують амінокислоти, фундаментальні будівельні блоки білків.

Попередні дослідження дозволили створитисинтетичну ДНК з чотирма альтернативними буквами в цілому і системою з двома додатковими базовими парами (всього шість), проте в останньому дослідженні вчені збільшили це число до восьми.

Чотири нових букви, P, B, Z і S, приблизно схожіпо структурам і функціональності на звичайну ДНК, згідно з новим дослідженням; P і B пуріноподобни по функції, а Z і S - піримідин-подібні. У тестах генетична система показала здатність зберігати і передавати інформацію, по суті імітуючи молекулярне поведінку звичайної чотирибуквеними ДНК. Що важливо, хатімодзі також задовольняє вимогам Шредінгера, які визначають дарвиновскую систему молекулярної еволюції (того самого Шредінгера, у якого кіт ні живий, ні мертвий). Шредінгер описав чотири вимоги еволюції: зберігання інформації, передача, структурна цілісність і помітна фізична форма або структура.

«ДНК хатімодзі може робити все, що робить ДНКдля підтримки життя. Вона передбачувано утворює пари, а правила диктують її стабільність. ДНК хатімодзі може бути скопійована зі створенням РНК хатімодзі, може синтезувати білки безпосередньо. РНК хатімодзі може мати селективний фенотип (фізичну структуру), а в цьому експерименті і зелене флуоресцентне світіння ».

Лорі Гейз, виконуюча обов'язки директораВідділу науки про планети NASA, високо оцінила дослідження: «Виявлення життя стає все більш важливе метою місій NASA з планетарних наук, і ця нова робота допоможе розробити ефективні інструменти і експерименти, які розширять діапазон нашого пошуку».

«Це дослідження важливо, оскільки ДНК завждивважалася унікальною. Наприклад, ДНК - це єдиний матеріал, з яким ми можемо проектувати послідовності з передбачуваною стабільністю », говорить Флойд Ромесберг, генетик з Інституту Скріппса, а також автор дослідження з шістьма синтетичними парами. «І як показав Стів Беннер, його нові чотири літери також задовольняють всім аспектам цієї передбачуваною стабільності. Хоча були натяки на те, що і інші речі, крім чотирьох природних букв ДНК, можуть мати такий властивість, ця робота вперше дійсно демонструє це ».

Ромесберг також говорить, що важливе застосуваннявосьмібуквенного алфавіту полягає в контролі молекулярних асоціацій, тобто здатності програмувати конфігурацію нуклеотидів. Восьмібуквенний алфавіт, за його словами, за своєю суттю більш конкретний, ніж чотирибуквений.

«Однак це буде марно, якщо стабільністьвосьмібуквенного алфавіту непередбачувана або не прогамміруемие », говорить Ромесберг. «Продемонструвавши це, Стів відкрив нові застосування, які напевно з'являться в його лабораторії скоро».

Результати роботи можуть привести не тільки доастробіологіческіх наслідків, але і залишити слід в реальному світі - наприклад, поліпшити діагностичне обладнання, моніторинг навколишнього середовища (на кшталт виявлення небезпечних вірусів), привести до появи альтернативного зберігання інформації, білків з доданими амінокислотами і новим інноваційним ліків.

Думаєте, у інопланетян буде ДНК? Розкажіть в нашому чаті в Телеграма.