Новости

12.12.2017 21:25
Рубрика: Общество

Жизнь из шести букв

Создана первая бактерия с синтетической ДНК
Создавать новые белки, которых нет в природе, а возможно даже новые формы жизни обещает исследование американских ученых из Института Scripps. Как известно, все живое на планете "стоит" на четырех основаниях ДНК. Эти четыре "буквы" - A, C, G и T (нуклеиновые основания аденин, цитозин, тимин и гуанин) составляют генетический код. Соединяясь в определенных сочетаниях, они кодируют белки, из которых состоят клетки человека и бактерии, китов и бабочек.
Ввод в ДНК новых "букв" позволит создавать не существующие в природе белки или даже целые организмы.  Фото: Depositphotos Ввод в ДНК новых "букв" позволит создавать не существующие в природе белки или даже целые организмы.  Фото: Depositphotos
Ввод в ДНК новых "букв" позволит создавать не существующие в природе белки или даже целые организмы. Фото: Depositphotos

Ученые давно пытаются дополнить природу. Каким-то образом вшить в ДНК организма новые нуклеиновые основания, чтобы расширить возможности генетического кода и научиться создавать новые, не существующие в природе белки, клетки или даже целые организмы. Этот трюк удался группе под руководством профессора Флойда Ромесберга. Они создали искусственные основания ДНК, назвав их просто X и Y. Кстати, по химическому строению они почти не имеют ничего общего с четырьмя природными основаниями ДНК. И тем не менее после многих изощренных попыток ученым удалось внедрить "чужаков" в ДНК живых клеток. Но даже не это стало в 2014 году мировой сенсацией. Прорывом оказалась способность такого синтетического генома передаваться по наследству потомству. Причем совершенно естественным путем, как и в случае с четырьмя природными нуклеотидами.

И вот только что группа Флойда Ромесберга сообщила в журнале Nature о новой сенсации. Им удалось заставить полусинтетическую бактерию, ДНК которой содержала Х и У, производить новые белки, которых нет в природе. Любой организм использует четыре буквы "алфавита ДНК", чтобы производить белки. На сегодня известны 20 природных аминокислот, из которых строятся белки. Но синтетическая бактерия, по сообщению ряда СМИ, способна синтезировать белки, содержащие 152 новых аминокислоты. А раз так, то ей по силам сделать еще вчера казавшееся фантастикой - создавать новые молекулы, которые могут в корне изменить, к примеру, фармакологию. Ведь появляются огромные возможности для разработки принципиально новых лекарств. А может быть, речь уже можно вести о создании новых форм жизни.

Речь уже может идти о создании новых форм жизни

Чтобы проиллюстрировать эту особенность полусинтетических организмов, ученые заставили бактерии произвести на свет особый флуоресцентный белок, светящийся в темноте. Он стал первой молекулой, созданной полусинтетическим организмом с расширенным генетическом кодом.

Комментарий

Константин Северинов, доктор биологических наук, профессор Сколковского института науки и технологий (SkolTech), профессор Университета Ратгерса (США):

- Конечно, это технически очень серьезная и важная работа, но, как всегда бывает, "слухи" о ее значимости сильно преувеличены. На самом деле о кодировании 152 новых аминокислот и тем более получении новых белков, содержащих эти аминокислоты, речи пока не идет. Пока только продемонстрирована принципиальная возможность такого подхода, и в один известный белок введены две неприродные аминокислоты за счет расширения генетического кода. Дальнейшее расширение потребует кропотливой работы, а достижение теоретически возможного максимума кодирования займет годы. Более того,это может вообще не произойти, потому что не будет нужного количества аминокислот.

Особо надо подчеркнуть, что это работа с непонятным конечным результатом. Никто не сказал, что введение новых аминокислот действительно приведет к появлению новых белков с заданными свойствами. По сути, мы очень мало знаем, как последовательности аминокислот определяют свойства белковых молекул. Допустим, я хочу создать белок, который убивает раковые клетки. Но создать его с чистого листа, как это делал бы инженер в конструкторском бюро, практически невозможно. Синтетические биологи работают фактически вслепую, методом тыка и не знают, что получится. Можно искать годами, а потом попасть в "десятку", а можно и не попасть совсем. С тем же успехом можно посадить обезьяну за машинку, и она, может быть, за миллион лет настучит "Войну и мир". Ведь именно так и работала эволюция, в ходе которой отобрались прекрасно работающие белки в наших клетках. Но на это потребовались миллиарды лет. А синтетическая биология только делает первые шаги.

Общество Наука
Добавьте RG.RU 
в избранные источники