Хатимодзи-ДНК

Хатимодзи-ДНК (англ. Hachimoji DNA; от яп. 八 «hachi» — восемь и 文字 «moji» — буква) — дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) с восемью нуклеотидами, четыре из которых являются естественными и четыре — искусственно синтезированными^[1]. Впервые информация о синтезе хатимодзи-ДНК появилась в феврале 2019 года. Открытие этого типа ДНК стало возможным в результате научных исследований Фонда прикладной молекулярной эволюции США, финансируемым НАСА. По строению и свойствам хатимодзи-ДНК подобна природной ДНК и отличается количеством и типом пуриновых оснований.

Характеристика

Для синтеза хатимодзи-ДНК было использовано 4 азотистых основания природного происхождения — аденин (А), гуанин (Г), цитозин (Ц) и тимин (Т). Также ученые синтезировали новые основания, которые были закодированы буквами Z, P, S, B. Последние образуют пары на основе водородных связей: ZP и SB^[2]. Исследователи сконструировали сотни спиралей хатимодзи-ДНК, состоящие из различных конфигураций природных и синтетических оснований, а затем проверили их устойчивость. Также было продемонстрировано, что хатимодзи-ДНК обладают регуляторной структурой независимо от последовательности элементов. Более того, с помощью синтетической ДНК и вирусной T7 РНК-полимеразы ученым удалось осуществить транскрипцию хатимодзи-ДНК^[3].

Новые азотистые основания

В хатимодзи-ДНК: S сочетается с B, Z сочетается с P; dS используется в ДНК, rS задействована в РНК^[1] .

Азотистое основание	Название	ChemSpider	PubChem
P	2-Аминоимидазо[1,2-a][1,3,5]триазин-4(1H)-он	10205066	135600909
B	Изогуанин	69351	76900
rS	Изоцитозин	60309	66950
dS	1-метилцитозин	71474	79143
Z	6-амино-5-нитропиридин-2-ol	9357814	11182729

Значение

По словам химика Стивена Беннера, анализ хатимодзи-ДНК поможет понять, как жизнь за пределами Земли может хранить информацию. Эту структуру также планируют использовать для хранения информации вне клетки и создания наноструктур с заданными свойствами. Химик Флойд Ромезберг отмечает, что открытие хатимодзи-ДНК подтверждает, что четыре природные азотистые основания не являются уникальными. Это открытие имеет важное значение для исследования процессов молекулярной эволюции^[4]. Также хатимодзи-ДНК могут быть использованы для диагностики некоторых болезней человека^[5].

См. также

Примечания

↑ ¹ ² Hoshika, Shuichi. Hachimoji DNA and RNA: A genetic system with eight building blocks (paywall) (англ.) // Science : journal. — 2019. — 22 February (vol. 363, no. 6429). — P. 884—887. — doi:10.1126/science.aat0971. Архивировано 18 сентября 2019 года.
↑ Генетики створили синтетичну ДНК, яка допоможе «зрозуміти» ймовірне позаземне життя. Еспресо. 23 февраля 2019. Архивировано 23 февраля 2019. Дата обращения: 23 февраля 2019.
↑ Ученые создали синтетическую ДНК с восемью нуклеотидными основаниями. Телеграф. 22 февраля 2019. Архивировано 23 февраля 2019. Дата обращения: 23 февраля 2019. (рус.)
↑ Saplakoglu, Yasemin (21 февраля 2019). Scientists Have Created Synthetic DNA with 4 Extra Letters. Live Science. Архивировано 22 февраля 2019. Дата обращения: 23 февраля 2019. (англ.)
↑ Dumé, Bello (22 февраля 2019). Hachimoji DNA doubles the genetic code. Physics World. Архивировано 12 мая 2019. Дата обращения: 23 февраля 2019. (англ.)

Литература

Bains W. Many chemistries could be used to build living systems (англ.) // Astrobiology : journal. — 2004. — Vol. 4, no. 2. — P. 137—167. — doi:10.1089/153110704323175124. — Bibcode: 2004AsBio...4..137B. — PMID 15253836.