denna illustration visar strukturen hos en ny syntetisk DNA-molekyl, dubbad HACHIMOJI DNA, som använder de fyra informationsingredienserna i vanligt DNA (grönt, rött, blått, gult) utöver fyra nya (cyan, rosa, lila, orange). Indiana University School of Medicine

DNA är en molekyl som består av fyra kemiska baser: adenin (a), cytosin (C), guanin (G) och tymin (T). För de två strängarna av DNA att zip ihop, ett par med T, och C par med G. Varje par innefattar en rung i spiral DNA stege., Ordningen på dessa byggstenar i en DNA-molekyl bestämmer den genetiska sekvensen. Dessa sekvenser gör gener-instruktionerna för att göra specifika proteiner—och andra genetiska element.

forskare har arbetat för att skapa nya kemiska baser som skulle lägga till de fyra naturliga byggstenarna för att skapa nya DNA-sekvenser. Tidigare studier har använt ett konstgjort par byggstenar med de två naturliga baspar. Med sex byggstenar i stället för fyra var många fler kombinationer möjliga., Forskare har till och med infört syntetiskt DNA i levande celler och riktat cellerna för att göra nya proteiner.

ett team som leds av Dr. Steven A. Benner från Stiftelsen för tillämpad Molekylär utveckling bestämde sig för att designa och syntetisera fyra kemiska baser och kombinera dem med de fyra naturliga baserna för att konstruera nya DNA-strängar. Forskningen stöddes av NIHS National Institute of General Medical Sciences (NIGMS), NASA och andra. Resultaten uppträdde i vetenskap den 22 februari 2019.,

först utformade laget två par byggstenar som skulle ha samma storlek och form som de naturliga a:t och C:G-paren. Bokstäverna P, B, Z och S användes för att beteckna de syntetiska byggstenarna. Sedan utformade de strukturer som innehåller både naturliga och syntetiska byggstenar. Forskarna namngav sina syntetiska strängar av åtta byggstenar ”HACHIMOJI” DNA. På japanska betyder hachi åtta, och moji betyder brev.

forskarna analyserade DNA: s kristallstrukturer., Även om det är något annorlunda än naturligt DNA, behöll det syntetiska DNAet de övergripande vridningarna och böjningarna av DNA-spiralerna. Precis som med naturligt DNA förändrade inte olika bokstavssekvenser den övergripande formen av HACHIMOJI-DNA.

därefter testade teamet om deras nya DNA kunde överföra kodad genetisk information. De testade syntetiskt DNA med olika enzymer. De visade att, med tanke på rätt enzym, hachimoji DNA-strängar kan översättas till hachimoji RNA. RNA är budbäraren som bär instruktioner mellan DNA och cellmaskineriet för att göra proteiner.,

med HACHIMOJI-DNA kan forskare tillverka nya klasser av diagnostiska och potentiellt terapeutiska molekyler. Det nya DNA: t har också potential att utvecklas till informationslagringsplattformar.

dessutom ger denna forskning insikter i andra genetiska system som kan tjäna som grund för livet. ”Genom att noggrant analysera rollerna i form, storlek och struktur i HACHIMOJI-DNA utökar detta arbete vår förståelse för de typer av molekyler som kan lagra information i utomjordiskt liv på främmande världar”, förklarar Benner.

– av Geri Piazza