Zrobili krok w stronę rozszerzenia języka DNA. To badanie może mieć dalekosiężne skutki

Wszystkie znane organizmy żywe na Ziemi wykorzystują ten sam kod genetyczny, którego alfabet składa się z czterech podstawowych cząsteczek (zasad azotowych), które budują kwasy nukleinowe w każdym żywym organizmie. Litery tego alfabetu w cząsteczkach DNA to A (adenina), C (cytozyna), G (guanina) oraz T (tymina).

Naukowcy z University of California San Diego (USA) wykazali, że żywe komórki mogą przetwarzać syntetyczną informację genetyczną, wykorzystując swój naturalny mechanizm molekularny.

Co to odkrycie może oznaczać w dalszej perspektywie?

Oznacza to, że w dalszej perspektywie można by rozszerzyć język DNA, co jest celem biologii syntetycznej. Może to umożliwić naukowcom projektowanie systemów biologicznych, które pełnią funkcje lub wytwarzają związki nieobecne w naturze.

Badanie koncentrowało się na polimerazie RNA, enzymie odpowiedzialnym za pierwszy etap ekspresji genów: odczyt DNA i produkcję RNA. Wykorzystano eksperymenty biochemiczne i wysokorozdzielczą kriomikroskopię elektronową (cryo-EM), która pozwala na uzyskanie szczegółów obrazu mniejszych niż szerokość pojedynczego atomu.

Pooperacyjne ctDNA jako narzędzie stratyfikacji ryzyka w raku okrężnicy w stopniu II – wyniki badania CIRCULATERak okrężnicy w stopniu II stanowi istotne wyzwanie w zakresie kwalifikacji do leczenia uzupełniającego. W przeciwieństwie do choroby w stopniu III, w której zastosowanie chemioterapii adjuwantowej jest standardem postępowania u większości chorych, w stopniu II potencjalna korzyść z leczenia systemowego jest bardziej ograniczona i wymaga indywidualnej oceny ryzyka nawrotu.

W innym, pokrewnym badaniu opublikowanym w czasopiśmie „PNAS”, ci sami naukowcy wykazali, że polimeraza RNA może również rozpoznawać inną parę syntetycznych par zasad.

Furtka dla nowej diagnostyki, terapii i inżynierii biologicznej

Praca ta ma implikacje wykraczające poza podstawową biologię. Wcześniejsze badania wykorzystywały rozszerzone alfabety genetyczne do tworzenia syntetycznych cząsteczek DNA zdolnych do rozpoznawania komórek raka wątroby. Ujawniając, w jaki sposób polimeraza RNA precyzyjnie odczytuje i transkrybuje niewystępujące w naturze litery DNA, nowe badanie stanowi podstawę dla przyszłych technologii wykorzystujących rozszerzone kody genetyczne, w tym dla nowej diagnostyki, terapii i inżynierii biologicznej.

Przeczytaj także: „Wyciskanie maksa z genów”.