Ryhmä amerikkalaisia tutkijoita loi synteettisen deoksiribonukleiinihappomolekyylin, joka sisälsi neljä uutta typpipohjaa neljän jo olemassa olevan lisäksi. "Hachimoji" -DNA (kahdeksan kirjaimen DNA) kykenee muodostamaan kaksinkertaisen kierukan ja transkriboimaan RNA-molekyyleihin, ts. Se voi mahdollisesti kuljettaa geneettistä tietoa. Tutkimusartikkeli julkaistiin Science-lehdessä.
Asiantuntijat ovat syntetisoineet nukleotidejä (DNA: n "rakennuspalikoita") P, B, Z ja S, jotka sisältävät typpipitoisia emäksiä, samanlaisia kuin puriinit ja pyrimidiinit tavallisessa DNA: ssa. Puriinien ja pyrimidiinien välille muodostuu vety- sidoksia, jotka ovat välttämättömiä emäsparien muodostamiseksi, jotka muodostavat DNA: n kaksoisjuosteen. Siten S (pyrimidiini) sitoutuu B: hen (puriini) ja P (triatsiini) sitoutuu Z: hen (pyridiini) komplementaarisuuden periaatteen mukaisesti, aivan kuten tavallisessa nelikirjaimisessa DNA: ssa adeniini sitoutuu tymiiniin ja sytosiini guaniiniin.
Vahvistettiin, että “hachimoji” -DNA täyttää perusedellytykset darwinilaisen evoluution varmistamiseksi, mukaan lukien ennustettava termodynaaminen stabiilisuus, nukleotidisekvenssistä riippumatta. Esimerkiksi synteettisten emäsparien korvaaminen toisella parilla ei johda kideominaisuuksien menetykseen, ts. Mutaatioita voi tapahtua DNA: ssa, joka ei estä kahdeksan kirjaimen deoksiribonukleiinihappoa kyvystä kuljettaa geneettistä tietoa ja teoriassa siirtää sitä perinnöllä.
Tutkijat onnistuivat myös transkriptoimaan "hachimoji" -DNA: ta, ts. Käyttämään sitä templaattina hachimoji-RNA-molekyylien synteesille. Ensinnäkin tutkijat testasivat tähän tarvittavan entsyymin - RNA-polymeraasin, joka oli eristetty bakteriofagi T7-viruksesta ja kykenee valitsemaan jokaisen nukleotidin DNA-juosteessa, joka vastaa ribonukleotidin komplementaarisuusperiaatetta (RNA: n "rakennuspalikat").
Kävi ilmi, että tämäntyyppinen polymeraasi ei kykene kiinnittämään hachimodji-RNA: n kasvavaan ketjuun vain nukleotidia B. vastaavaa ribonukleotidia S. Tämän ongelman ratkaisemiseksi tutkijat lajittivat useita mutanttipolymeraasivariantteja ja havaitsivat, että yksi niistä - FAL-polymeraasi kolmella aminohapposubstituutiolla - kykenee toimimaan kaikilla neljällä uudella "kirjaimella". Tämän ansiosta tutkijat pystyivät rakentamaan Spinach-fluoresoivan aptameerin Hachimoji RNA: sta, lyhyestä molekyylistä, joka voi sitoutua DFHBI-molekyyliin aiheuttaen sen emittoimaan vihreää valoa.
Tutkijoiden mukaan kahdeksan kirjaimen DNA: n luominen voi olla hyödyllistä synteettisen biologian eri aloilla, ja se myös laajentaa ymmärrystä mahdollisista biologisista rakenteista vieraassa elämässä.