Японскими учеными синтезирована ДНК-подобная молекула - Гранит науки - 2008-07-17

Японскими учеными синтезирована ДНК-подобная молекула – сделан первый шаг на пути использования природного принципа для хранения информации в беспрецедентно малом объеме

Группа под руководством Масахико Инойе (Masahiko Inouye) из Университета Тоямы (University of Toyama) собрала искусственную ДНК из несуществующих в природе версий четырех азотистых оснований, на которых держится «настоящая» двуспиральная молекула ДНК. Это так называемые «буквы» генетического кода А, Т, Ц и Г, соответствующие азотистым основаниям аденину, тимину, цитозину и гуанину. Их достаточно для кодирования 20 аминокислот, создаваемых живыми организмами, каждая аминокислота кодируется тремя «буквами» ДНК, или кодонами, это есть триплетный код. А комбинаций 4 букв может быть 64. Т.о. этот код избыточен или, как говорят генетики, «вырожден», потому что для некоторых аминокислот используются множественные кодоны, к тому же есть и кодоны, регулирующие сам процесс передачи информации. Всю эту математику можно задействовать для хранения небиологических данных, и об этом в последние десятилетия ученые стали задумываться серьезно. Первые цепочки искусственной ДНК построили японские экспериментаторы - авторы статьи в июльском номере журнала Американского Химического Общества (Journal of American Chemical Society).

Искусственная ДНК пока что коротка – всего 100 азотистых оснований, для сравнения – в молекулах ДНК хромосом человека насчитывается от 50 до 245 миллионов пар оснований. Но она в принципе стабильнее, чем природная молекула, потому что не узнается разрезающими ферментами-рестриктазами, которые есть повсюду, в том числе и на кончиках наших пальцев. Собрать ДНК (и близкую ей по структуре молекулу, РНК) в лабораторных условиях пытались и прежде, но Инойе с коллегами первые использовали искусственные, отличные от природных (но близкие им), «буквы». Структура азотистого основания – важное обстоятельство, потому что именно она обеспечивает пространственные свойства цепочек ДНК, которые стремятся объединиться в двойную спираль, по горизонтали. А остов каждой из цепей, т.е. вертикаль, состоит из чередующихся фосфатов и сахаров. Таким же был и остов искусственной ДНК. Предварительные опыты показали, что такая цепочка способна объединяться в двойную спираль с «натуральной» молекулой ДНК. Гибрид искусственной и природной молекул наследственности представляет потенциальный интерес для медицинских исследований.