Znanstveniki so ustvarili umetni nosilec genskih informacij

Alternativa naravnim nosilcem genetskih informacij DNK in RNK so ksenonukleinske kisline (sintetizirane v laboratoriju), ki so sposobne prenašati genetske informacije. Z uporabo »usmerjene evolucije« jih je mogoče pretvoriti v različne biološko uporabne oblike in uporabiti kot biosenzorje.

Mednarodna skupina raziskovalcev iz Združenih držav Amerike, Anglije, Belgije in Danske je v reviji Science news objavila članek o molekulah, ki so jih sintetizirali in ki imajo vse možnosti, da delujejo kot alternativa RNK in DNK.

Vprašanje, ali takšne alternative sploh obstajajo, je že dolgo predmet številnih raziskav in burnih razprav v znanstveni skupnosti. Eden od avtorjev študije je bil John Chapat, znanstvenik na Inštitutu za biosintezo (Univerza Južne Arizone).

Pred kratkim je predlagal, da bi bila ena od teh alternativ nukleinska kislina treoza (treoza je eden od preprostih sladkorjev s formulo C4H8O4).

Zdaj nadaljuje z razvojem lastnih poskusov kot del evropske skupine, ki se ukvarja s splošnejšim vprašanjem: ksenonukleinskimi kislinami (XNA), z drugimi besedami tujimi nukleinskimi kislinami, molekulami, ki v naravi ne obstajajo, čeprav so tako kot RNA in DNK sposobne shranjevati in prenašati genetske informacije.

Zdaj je ta skupina prvič predstavila niz šestih takšnih "nenaravnih" polimerov nukleinskih kislin, ki jih je razvila.

Ustvarjanje ksenobitij na njihovi podlagi, kar je prva stvar, ki pride na misel dopisnikom, je še vedno preveč fantastično in nemogoče, raziskovalci pa tega seveda sploh niso ocenili.

Znanstveniki so bili zadovoljni s tem, kar se danes da narediti z XNA. Izkazalo se je, da je mogoče enega od njih s pomočjo »usmerjene evolucije« preoblikovati v vse vrste biološko uporabnih oblik.

Tako so v laboratoriju med drugim izdelali tako imenovane aptamerje nukleinskih kislin, nenavadne kemične senzorje, ki se odzivajo na pojav določene kemične spojine. V konvencionalni genetiki se uporabljajo na primer za iskanje napak v DNK ali za odzivanje na pojav spojin, na katere so uglašeni, tako da izklopijo ustrezne gene. Kseno-aptameri, ki jih je razvila skupina, niso le sposobni sodelovati v podobnih genetskih dejanjih, temveč lahko delujejo kot protitelesa, saj z največjo učinkovitostjo najdejo in vežejo ustrezne molekule.

John Chapat priznava, da se XNA lahko uporabi za ustvarjanje novih vrst diagnostike in novih kseno-biosenzorjev, ki bodo lahko delovali še učinkoviteje kot naravni, saj jih naravni encimski varuhi, konfigurirani za uničevanje tuje DNK in RNK, ne bodo opazili.

Eksperimentalna ksenobiologija je nova znanost, ki se je s tem delom začela, in po Chepetovih besedah bo v prihodnosti omogočila ustvarjanje doslej nevidenih terapevtskih metod.

To delo o ksenonukleinskih kislinah ponuja verjeten odgovor na še eno zanimivo vprašanje, ki že desetletja muči vse genetike: kako sta DNK in RNK nastali na Zemlji.

Konec prejšnjega stoletja so znanstveniki izvedeli, da je DNK najverjetneje nastala po manj kompleksni RNK, vendar niso razumeli, kako je lahko RNK, tudi najbolj kompleksna molekula, nastala v naravi. Akademik A. Spirin, vodilni svetovni strokovnjak za RNK, je nekoč izjavil, da je tej problematiki posvetil 2 leti svojega življenja in spoznal, da bi lahko do naključne sinteze RNK prišlo v času, ki je veliko daljši od življenjske dobe celotnega vesolja. Verjetnost tega dogodka je veliko manjša od verjetnosti, da bi opica napisala "Vojno in mir".

Po eni teoriji so molekule RNA predhodile še enostavnejše molekule – pre-RNA, vendar je imela ta teorija veliko število neskladij, ki jih odpravimo, če si predstavljamo, da je bil med pre-RNA in RNA še en posrednik – neka ksenogena snov – ksenonukleinska kislina.

Ta posrednik bi po Chepetovih besedah vsekakor lahko bila njegova ljubljena treozna nukleinska kislina (TNA).

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