V zásadě neexistuje důvod, proč bychom nemohli do DNA umístit nové umělé báze, které se spolu budou párovat jako ty tradiční – tj. s dostatečnou afinitou a specifičností, která zajistí udržení informace. To se ale zatím provádělo ve zkumavce, něco úplně jiného ale je, aby takto mohl fungovat i živý organismus.
Zdá se, že se podařilo udělat další krok tímto směrem.
Výzkumníci z The Scripps Research Institute (TSRI) nejprve vzali své dvě umělé báze zvané d5SICS a dNaM, které navzájem tvoří komplementární pár. Tyto báze pak vložili do bakteriální kruhové DNA – plazmidu a ten pak přenesli do živé bakterie, běžné Escherichia coli.
DNA se v živém organismu nerozmotává a nesmotává sama, ale prostřednictvím specifickým enzymů. Ty kromě jiného zajišťují i opravy, takže by mohly cizí báze třeba vystříhat nebo k nim prostě nedodávat báze komplementární. Má-li se DNA replikovat, musejí být navíc k dispozici nové báze navíc a tedy je třeba je nějak syntetizovat.
Poslední krok samozřejmě znamená zásah do celého metabolismu, výzkumníci proto d5SICS a dNaM přidávali do prostředí zvnějšku (zde je i odpověď těm, kdo by se báli, že taková bakterie může uprchnout z laboratoře a začít provádět něco nekalého; nové báze organismus neumí vytvářet, a tedy je sám o sobě nezvládne ani replikovat). Nestačí ale jen tak nasypat tyto látky vedle buňky, musely se ještě najít enzymy, které je dokáží přes buněčnou membránu transportovat dovnitř. Tyto byly se nakonec podařilo získat z řas (opět: bez zvenku dodaných enzymů by to nefungovalo a báze by z genomu postupně vymizely) a báze přenášely v podobě trifosfátů.
Při splnění těchto podmínek ale bakterie dále plazmid replikovala včetně umělých bází, jako by šlo o běžnou DNA. Buňky Escherichia coli rostly normálně, takže jim nové báze nijak nevadily, nebyla ani tendence je při replikaci „ztrácet“.
V dalším kroku mají vědci za cíl rozběhnout i přepis informace nepřirozených bází do RNA (zde mají být umělé báze stejné, žádné změny jako thymin-uracil). To už s umělými bázemi v minulosti fungovalo ve zkumavce, v živé buňce ještě nikoliv. Závěrečným snem je, aby umělé báze byly skutečně funkční, začaly tedy kódovat i nové aminokyseliny. Ty se budou muset nejspíš opět dodávat zvenku, to ale není hlavní problém. Spíš jde o to, jak nové přiřazení naučit enzymy provádějící samotnou translaci.
Umělé proteiny z nových aminokyselin samozřejmě slibují všemožná využití v medicíně, bio/nanotechnologiích atd.
Článek vyšel v Nature, jeho hlavním autorem byli Denis A. Malyshev a Floyd E. Romesberg z TSRI.
Zdroj: Phys.org
