Vedci vytvorili umelý nosič genetickej informácie

Alternatívou k prirodzeným nosičom genetickej informácie DNA a RNA sú xenonukleové kyseliny (syntetizované v laboratóriu), ktoré sú schopné prenášať genetickú informáciu. Pomocou „riadenej evolúcie“ ich možno transformovať do rôznych biologicky užitočných foriem a použiť ako biosenzory.

Medzinárodná skupina výskumníkov zo Spojených štátov, Anglicka, Belgicka a Dánska publikovala v časopise Science news článok o molekulách, ktoré syntetizovali a ktoré majú všetky šance pôsobiť ako alternatíva k RNA a DNA.

Otázka, či takéto alternatívy môžu existovať, je už dlho predmetom mnohých výskumov a ostrých debát vo vedeckej komunite. Jedným z autorov štúdie bol John Chapat, vedec z Inštitútu biosyntézy (Southern Arizona University).

Nie tak dávno navrhol, že jednou z týchto alternatív by bola nukleová kyselina treóza (treóza je jeden z jednoduchých cukrov so vzorcom C4H8O4).

Teraz pokračuje vo vývoji vlastných experimentov ako súčasť európskej skupiny pracujúcej na všeobecnejšej problematike: xenonukleových kyselinách (XNA), inými slovami cudzích nukleových kyselinách, molekulách, ktoré v prírode neexistujú, hoci rovnako ako RNA a DNA sú schopné ukladať a prenášať genetické informácie.

Teraz táto skupina po prvýkrát demonštrovala súbor šiestich takýchto „neprirodzených“ polymérov nukleových kyselín, ktoré vyvinula.

Vytvorenie xenotvorov na ich základe, čo je prvá vec, ktorá príde na myseľ korešpondentom, je stále príliš fantastické a nemožné a výskumníci ho, samozrejme, ani neposúdili.

Vedci boli spokojní s tým, čo sa dnes dá s XNA urobiť. Ukazuje sa, že jednu z nich možno transformovať do všetkých druhov biologicky užitočných foriem pomocou „riadenej evolúcie“.

V laboratóriu boli teda okrem iného vyrobené tzv. aptaméry nukleových kyselín, nezvyčajné chemické senzory, ktoré reagujú na výskyt špecifickej chemickej zlúčeniny. V konvenčnej genetike sa používajú napríklad na vyhľadávanie defektov v DNA alebo na reakciu na výskyt zlúčenín, na ktoré sú naladené, vypnutím zodpovedajúcich génov. Xeno-aptaméry vyvinuté touto skupinou sú schopné nielen zúčastňovať sa podobných genetických akcií, ale môžu pôsobiť ako protilátky, pričom s najvyššou účinnosťou vyhľadávajú a viažu vhodné molekuly.

John Chapat pripúšťa, že XNA sa dá použiť na vytvorenie nových typov diagnostiky a nových xeno-biosenzorov, ktoré budú schopné fungovať ešte efektívnejšie ako prirodzené, pretože prirodzené enzýmové stráže, nakonfigurované na ničenie cudzej DNA a RNA, si ich nevšimnú.

Experimentálna xenobiológia je nová veda, ktorú táto práca začala a podľa Chepeta umožní v budúcnosti vytvoriť doteraz nevídané terapeutické metódy.

Táto práca o xenonukleových kyselinách poskytuje pravdepodobnú odpoveď na ďalšiu zaujímavú otázku, ktorá trápi všetkých genetikov už desaťročia: ako vznikla DNA a RNA na Zemi.

Koncom minulého storočia sa vedci dozvedeli, že DNA s najväčšou pravdepodobnosťou vznikla po menej zložitej RNA, ale nechápali, ako mohla RNA, zároveň najzložitejšia molekula, vzniknúť v prírode. Akademik A. Spirin, popredný svetový odborník na RNA, raz vyhlásil, že tejto problematike venoval 2 roky svojho života a dozvedel sa, že k náhodnej syntéze RNA mohlo dôjsť v čase oveľa väčšom, ako je životnosť celého vesmíru. Pravdepodobnosť tejto udalosti je oveľa menšia ako pravdepodobnosť, že opica napíše „Vojnu a mier“.

Podľa jednej teórie molekulám RNA predchádzali ešte jednoduchšie molekuly – pre-RNA, ale táto teória mala veľké množstvo nezrovnalostí, ktoré sa odstránia, ak si predstavíme, že medzi pre-RNA a RNA existoval ďalší medziprodukt – nejaká xenogenetická látka – xenonukleová kyselina.

Podľa Chepeta by týmto sprostredkovateľom určite mohla byť jeho milovaná treózová nukleová kyselina (TNA).

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ]