Фото: pixabay.com

Создана первая ненастоящая геномная ДНК

Японским специалистам удалось запустить процесс внеклеточной репликации в ДНК, используя нуклеиновые кислоты и белки.


 

Ученые из Токийского университета во главе с профессором Норикадзу Ичихаши создали первую ненастоящую геномную ДНК, которая может воспроизводиться и развиваться вне клетки. Результаты исследования опубликованы в журнале ACS Synthetic Biology, сообщает Phys.org.


 


Как популярно, способность к размножению и развитию – одна из определяющих характеристик живых организмов. До сих пор не удавалось создать искусственные материалы с такими характеристиками.


 


Чтобы ненастоящая молекулярная система размножалась и развивалась, генетическая информация, закодированная в ДНК, должна быть переведена в РНК, запущена экспрессия белков, а цикл репликации ДНК с этими белками должен поддерживаться в системе в течение длительного поре.


 


Основная трудность заключалась в том, что гены, необходимые для репликации ДНК, одновременно должны выполнять свои функции экспрессии.


 


Экспрессия генов – процесс, в ходе какого наследственная информация от гена (последовательности нуклеотидов ДНК) преобразуется в функциональный продукт  РНК или белок.


 


Чтобы обойти эту проблему, японские биологи вместо сложного механизма репликации ДНК, используемого живыми организмами, создали ненастоящую систему всего с двумя генами – фермента репликации ДНК Phi29 и Cre-рекомбиназы.


 


Молекулярную систему заключили в микроскопические капли воды, «обмотанные» в липидную пленку, и выполнили последовательные циклы разбавления.

Фото: American Chemical Society / phys.org


Репликация и эволюция ненастоящей геномной ДНК вне клетки


 


Созданная бесклеточная система позволила транслировать гены в белки и реплицировать исходную кольцевую ДНК с поддержкой кольцевой ДНК, несущей два гена, необходимых для репликации. Более того, удалось улучшить исходную ДНК, увеличив эффективность ее репликации в десять раз.


 


Запущенный учеными цикл репликации ДНК продолжался в течение 60 дней.


 


Исследователи полагают, что, добавляя гены, необходимые для транскрипции и передачи, к разработанной ими искусственной ДНК, можно создавать искусственные клетки, которые могут расти автономно, питаясь низкомолекулярными соединениями, такими как аминокислоты и нуклеотиды.


 


В грядущем такие клетки можно будет использовать для производства лекарств и продуктов питания. 


 


 


Новости от Корреспондент.net в Telegram. Подписывайтесь на наш канал https://t.me/korrespondentnet