科学家们用4个额外的字母创造了合成DNA。
研究人员在实验室里开发了一种由八个字母组成的新型DNA,而不是自然的四。
学分:米莉·乔治亚迪斯,印第安纳大学医学院

几十亿年前,四个分子跳跃成优雅的DNA双螺旋结构,它提供了我们星球上生命的密码。但这四个人真的是最基本的吗生命的出现-或者其他人也产生了我们的遗传密码?

一项新的研究中,今天(2月出版。在杂志上科学,支持后一种观点:科学家最近将一种新型DNA塑造成优雅的双螺旋结构,并发现它具有支持生命的特性。

但如果自然DNA是一个小故事,这种合成DNA是托尔斯泰小说。

研究人员利用另外四个分子来制作合成DNA,因此,最终的产品代码由8个字母组成,而不是4个字母。随着字母的增加,这个DNA有,存储信息的更大容量。澳门金莎网上游戏科学家们称这种新的DNA为“八字母”——在日语中是“八字母”的意思——是对之前不同研究小组用六个字母创造出类似DNA的成果的扩展。(数字遗传学:10个诱人的故事]

天然DNA由4个分子组成,被称为含氮碱,它们相互结合形成了地球上生命的密码A和T结合;澳门金莎网上游戏G和C结合。八子王子的DNA包括这四个天然碱基,加上四个合成的核苷酸碱基:p,B,Z和S。

研究小组,包括来自美国的几个不同的团队,通过自然和合成核苷酸碱基对的不同组合,创造了数百个这样的Hachimoji双螺旋结构。然后,他们进行了一系列的实验,看看不同的双螺旋结构是否具有维持生命所需的特性。

自然DNA具有其他遗传分子所没有的特征:它稳定且可预测。这意味着研究人员可以精确计算出它在特定温度和环境下的行为,包括它什么时候会退化。

但事实证明,研究人员也能用八子王子的DNA做这件事——他们可以想出一套规则来预测DNA的稳定性当它暴露在不同的温度下。

研究发现,添加四个合成碱基仍然可以得到“可预测和可编程的代码……”这是前所未有的。加州斯克里普斯研究中心的化学教授,世卫组织不是这项研究的一部分,但此前发表了一项关于早期六字母代码的研究。这篇“里程碑式的论文”确实表明,C“A和T并不是唯一的,”Romesberg告诉Live Science。澳门金沙网上游戏

资深作家Steven Benner,佛罗里达州应用分子进化基金会杰出研究员,同意了。如果宇宙中的其他地方,生命也在DNA中编码,班纳对《现场科学》说:“这不会完全像我们在地球上所拥有的那样。”澳门金沙网上游戏“在实验室进行这类实验,以了解(可能存在的)其他结构,是非常有用的。”

但是创造储存信息的DNA是不够的,澳门金莎网上游戏Benner说。它还必须有能力将这些信息传递给它的姐妹澳门金莎网上游戏分子RNA,这样,RNA就可以指导蛋白质在生物体内完成所有的工作。

考虑到这一点,研究人员开发了一种人工合成的-促进反应的蛋白质类——成功地将八王子DNA复制到八王子RNA中。此外,他们发现,RNA分子能够折叠成L形,这对于进一步传递信息是必要的。澳门金莎网上游戏

此外,DNA链必须能够扭曲成相同的三维结构著名的双螺旋

这个团队创造了八公司DNA的三个晶体结构,每个都有八个碱基对的不同序列,发现确实,每一个都形澳门金莎网上游戏成了经典的双螺旋结构。

尽管如此,为了让Hachimoji的DNA支持生命,还有第五个要求,Benner说。也就是说,它需要自我维持或有能力独立生存。然而,研究人员没有调查这一步,为了防止这种分子成为一种生物危害有一天会进入地球上生物的基因组。

除了看见宇宙中生命的替代品,这个8个字母的DNA链在我们的星球上也有应用。一个由八个字母组成的遗传字母表将储存更多的信息,并更具体地与特定的目标结合,澳门金莎网上游戏Benner说。例如,Hachimoji DNA可能被用来与肝癌细胞结合,或者炭疽毒素,或者用来加速化学反应。

"将字母数从6个增加到8个,DNA序列的多样性大大增加,“Hirao,生物工程和纳米技术研究所的合成分子生物学家,澳门金沙网络娱乐场新加坡的明星,也不是研究的一部分,在一封电子邮件中说。(Hirao的团队也参与其中,然而,在之前的研究中创造了6个字母的DNA链)

当然,“这只是第一次展示”8个字母的DNA双螺旋结构,为了实用,我们需要提高RNA复制和转录的准确性和效率,Hirao在一封电子邮件中说。他想象着最终他们可能会积累更多的信件。

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