Исследователи из Кельнского университета (Германия) впервые разработали в лаборатории искусственные нуклеотиды, которые являются строительными блоками ДНК. Как следует из исследования, эти элементы обладают рядом дополнительных свойств, которые можно использовать в качестве искусственных нуклеиновых кислот для терапевтических целей.
Об открытии рассказывает Phys.org. Как известно, ДНК содержит в себе генетическую информацию, она имеется у всех живых организмов. Состоит ДНК из четырех строительных блоков - нуклеотидов, которые в свою очередь состоят из трех различных частей: молекул сахара, фосфатной группы и одного из четырех азотистых оснований (аденина, тимина, гуанина и цитозина).
"Нуклеотиды выстраиваются в ряд миллионы раз и образуют двойную спираль ДНК, похожую на винтовую лестницу", - поясняют исследователи, которым впервые удалось доказать, что структуру нуклеотидов можно в значительной степени модифицировать в лабораторных условиях. В частности, они создали треофуранозильную нуклеиновую кислоту (ТНК) с дополнительной парой оснований.
Так, 5-углеродный сахар дезоксирибозу, составляющий основу ДНК, ученые заменили 4-углеродным сахаром, а количество азотистых оснований было увеличено с четырех до шести. Искусственные нуклеиновые кислоты по структуре отличаются от своих природных оригиналов, а изменения влияют на их стабильность и функцию.
"Наша треофуранозильная нуклеиновая кислота более стабильна, чем встречающиеся в природе нуклеиновые кислоты ДНК и РНК, что дает много преимуществ для будущего терапевтического использования", - считает соавтор исследования профессор Стефани Кат-Шорр. "Кроме того, встроенная искусственная пара оснований обеспечивает альтернативные варианты связывания с целевыми молекулами в клетке", - добавила Ханна Депмайер, ведущий автор исследования.
Такая функция, считают авторы эксперимента, может быть использована для целенаправленного управления клеточными механизмами. Отметим, что это лишь первые шаги на пути к созданию полностью искусственных нуклеиновых кислот с расширенными химическими функциональными возможностями. В будущем они могут использоваться для адресной транспортировки лекарств к конкретным органам тела, а также в диагностике. Кроме того, они могут быть полезны для распознавания вирусных белков или биомаркеров. Полностью исследование опубликовано в журнале Journal of the American Chemical Society.