Вчені синтезували ферменти зі штучного генетичного матеріалу

Відео: Вчені створили куленепробивні шкіру

Вперше в історії вчені продемонстрували, що можна не тільки створювати штучний генетичний матеріал, а й використовувати його для синтезу ферментів - білків, які каталізують різноманітні хімічні реакції.

Раніше вважалося, що для прискорення хімічних реакцій необхідно обов`язкову присутність ДНК або РНК, на яких синтезуються природні ферменти-каталізатори.

Тепер в журналі Nature вчені з Медичного дослідницького ради (MRC) оголосили, що вони використовували XNA.

Це синтетичний генетичний матеріал, створений в лабораторії, на якому можна збирати навіть ензими, яких не існує в природі.

Це досягнення допоможе вченим дізнатися більше про походження життя, може призвести до створення нових поколінь ліків, а також відкриє нові методи вивчення та діагностики захворювань. Можливо, в далекому майбутньому такі технології приведуть до створення нових форм життя.

Доктор Філіп Холліджер (Philipp Holliger), науковий співробітник Лабораторії молекулярної біології в Кембриджі, каже: «Все життя на Землі залежить від серії хімічних реакцій - від перетравлення їжі до створення ДНК і цілих клітин. Багато з цих реакцій дуже повільні, щоб протікати з потрібною швидкістю при звичайній температурі і тиску, тому вони вимагають наявності ферментів-каталізаторів ».

Вибір життя не обмежений РНК і ДНК

Доктор Холліджер пояснює, що до сьогоднішнього дня вчені були впевнені, що ДНК і РНК - єдині молекули, які дозволяють зберігати генетичну інформацію. Також вважалося, що тільки ДНК і РНК можуть використовуватися для синтезу ферментів. Але тепер все змінилося.

«Наша робота дозволяє припустити, що, в принципі, існує кілька альтернатив природним молекулам, які здатні каталізувати процеси, необхідні для життя. Вибір життя не обмежений РНК і ДНК, а вони можуть бути всього лише випадковістю в доісторичної хімії », - заявив учений.

Нове дослідження грунтувалося на результатах попередньої роботи, яка також була проведена в лабораторії MRC. Тоді Холліджер і його колеги створили XNA - синтетичні молекули, які можуть зберігати і передавати генетичну інформацію.

Але для того щоб повністю копіювати природну ДНК, такі молекули повинні мати здатність до самореплікаціі, тобто до самокопірованія. І ось тут не обійтися без ферментів, які беруть участь в цьому складному таїнстві природи.

Штучні ферменти можуть копіювати і вставляти фрагменти РНК

У новому дослідженні вчені продемонстрували, що їх XNA виробляє ферменти (XNAzymes), які вирізають і вставляють маленькі фрагменти РНК подібно природним аналогам. Один з них навіть може з`єднувати відрізки XNA в правильному порядку - ще один крок до створення нового життя.

«Результати дослідження говорять про можливість створення органічного життя іншим, відмінним від земного життя, шляхом. Це розширює список планет, на яких могла зародитися біологічне життя », - вважає провідний автор роботи доктор Алекс Тейлор (Alex Taylor), співробітник лабораторії MRC і Коледжу Святого Джона в Кембриджі.

Оскільки отримані ензими більш стабільні, ніж їх природні аналоги, команда сподівається, що XNAzymes - це інструмент майбутнього для створення нових ліків і боротьби зі смертельними хворобами, такими як рак і вірусні інфекції.