Учёные увеличивают генетический алфавит
Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали систему хатимодзи-ДНК, что в переводе с японского означает «восемь букв». Они удвоили известный генетический алфавит, добавив четыре искусственно созданных основания к уже существующим четырем. Эти новые элементы формируют дополнительные пары, что позволяет записывать в молекуле значительно больше информации. Об этом сообщает сайт RuNews.
Для того чтобы искусственный код был полезен, его необходимо распознавать молекулярной машиной, которая считывает ДНК. Ученые сосредоточились на РНК-полимеразе кишечной палочки — ферменте, который движется по цепочке ДНК и создает молекулу РНК на ее основе.
Биохимические эксперименты продемонстрировали, что бактериальная РНК-полимераза корректно распознает две новые пары оснований и переносит информацию, записанную ими, в РНК. Природный фермент смог обработать генетические буквы, которые отсутствуют у известных организмов.
Исследователи использовали криоэлектронную микроскопию для изучения механизма взаимодействия. Этот метод позволил получить изображения РНК-полимеразы в процессе работы с синтетической ДНК.
Ученые обнаружили, что фермент проверяет искусственные основания по аналогичным структурным и химическим признакам, как и при работе с обычным генетическим кодом.
Полимераза распознала искусственную пару, не имеющую водородных связей, которые в природной ДНК соединяют парные основания. Эксперимент показал, что для считывания информации ферменту достаточно других характеристик молекулы, таких как ее форма и расположение внутри активного центра.
Это открытие расширяет горизонты синтетической биологии. Увеличенный алфавит дает возможность создавать больше генетических комбинаций и теоретически кодировать молекулы с неприродными свойствами. На его основе могут быть разработаны новые диагностические системы, лекарственные соединения и биологические устройства, предназначенные для выполнения конкретных задач.
Руководил проектами профессор Дун Ван из Школы фармацевтических наук Калифорнийского университета в Сан-Диего. Основная работа была опубликована 2 сентября 2026 года в журнале Nature Communications, а связанное исследование вышло 12 августа в Proceedings of the National Academy of Sciences.
