Naučnici pokazali da ključni ćelijski enzim može da čita prošireni, osmoslovno genetski alfabet

Istraživači sa Kalifornijskog univerziteta u San Dijegu pokazali su da enzim RNA polimeraza može tačno da čita i prepisuje prošireni genetski alfabet od osam slova, dvostruko više od četiri slova na kojima počiva sav poznati život na Zemlji.

Svi poznati organizmi na Zemlji koriste genetski kod zasnovan na četiri slova - A, T, G i C. Tim naučnika je sada dokazao da postojeća ćelijska mašinerija može da obradi i vještački proširenu genetsku informaciju, što predstavlja važan korak ka dugogodišnjem cilju sintetičke biologije - proširenju jezika DNK izvan onoga što postoji u prirodi.

Istraživači su se usmjerili na RNA polimerazu, enzim koji čita DNK i proizvodi RNK, prvi korak u ekspresiji gena. Da bi utvrdili kako enzim postupa sa sintetičkom genetskom informacijom, tim je kombinovao biohemijske eksperimente sa krioelektronskom mikroskopijom visoke rezolucije, koja omogućava uvid u strukture manje od širine jednog atoma.

Naučnici su snimili detaljne strukturne prikaze RNA polimeraze iz bakterije Escherichia coli dok je prepoznavala i ugrađivala dva sintetička, u prirodi nepostojeća, para baza. Snimci su pokazali da enzim prepoznaje vještačka slova DNK koristeći uglavnom iste biohemijske i strukturne signale koje koristi i za prepoznavanje prirodnih baznih parova, što objašnjava zašto može tačno da prepisuje informaciju zapisanu proširenim genetskim alfabetom.

U srodnoj studiji, objavljenoj u časopisu PNAS, isti tim je utvrdio da RNA polimeraza može da prepozna i drugi par sintetičkih baza, iako im nedostaju vodonične veze koje inače drže bazne parove DNK povezanim.

Prošireni genetski alfabeti već su korišćeni u ranijim istraživanjima za stvaranje sintetičkih molekula DNK sposobnih da prepoznaju ćelije raka jetre. Nova studija, objavljena 2. septembra u časopisu Nature Communications pod vodstvom profesora Donga Vanga sa Skagsove škole farmacije i farmaceutskih nauka Univerziteta u San Dijegu, pruža osnovu za buduće tehnologije zasnovane na proširenim genetskim kodovima, uključujući nove dijagnostičke alate, terapije i inženjerske biološke sisteme sa sposobnostima koje se ne javljaju u prirodi.