Forskere har skapt en kunstig bærer av genetisk informasjon

Et alternativ til de naturlige bærerne av genetisk informasjon, DNA og RNA, er xenonukleinsyrer (syntetisert i laboratoriet), som er i stand til å overføre genetisk informasjon. De kan transformeres til ulike biologisk nyttige former ved hjelp av «rettet evolusjon» og brukes som biosensorer.

En internasjonal gruppe forskere fra USA, England, Belgia og Danmark publiserte i tidsskriftet Science news om molekyler de syntetiserte som har alle muligheter til å fungere som et alternativ til RNA og DNA.

Spørsmålet om hvorvidt slike alternativer kan eksistere har lenge vært gjenstand for mye forskning og heftig debatt i det vitenskapelige miljøet. En av forfatterne av studien var John Chapat, en forsker ved Institute of Biosynthesis (Southern Arizona University).

For ikke lenge siden foreslo han at et av disse alternativene ville være treose-nukleinsyre (treose er et av de enkle sukkerartene med formelen C4H8O4).

Han har nå fortsatt å utvikle sine egne eksperimenter som en del av en europeisk gruppe som arbeider med et mer generelt problem: xenonukleinsyrer (XNA), med andre ord fremmede nukleinsyrer, molekyler som ikke finnes i naturen, selv om de på samme måte som RNA og DNA er i stand til å lagre og overføre genetisk informasjon.

Nå har denne gruppen for første gang demonstrert et sett med seks slike «unaturlige» nukleinsyrepolymerer som de har utviklet.

Skapelsen av xenovesener på deres grunnlag, som er det første som kommer til tankene for korrespondenter, er fortsatt for fantastisk og umulig, og forskere har selvfølgelig ikke engang vurdert det.

Forskerne var fornøyde med hva som kan gjøres med XNA i dag. Det viser seg at en av dem kan omdannes til alle slags biologisk nyttige former ved hjelp av «rettet evolusjon».

I laboratoriet ble det derfor blant annet laget såkalte nukleinsyreaptamerer, uvanlige kjemiske sensorer som reagerer på tilstedeværelsen av en spesifikk kjemisk forbindelse. I konvensjonell genetikk brukes de for eksempel til å søke etter defekter i DNA eller reagere på tilstedeværelsen av forbindelser de er innstilt på ved å slå av de tilsvarende genene. Xeno-aptamerene som er utviklet av gruppen, er ikke bare i stand til å delta i lignende genetiske handlinger, de kan også fungere som antistoffer, og finne og binde passende molekyler med høyest mulig effektivitet.

John Chapat innrømmer at XNA kan brukes til å lage nye typer diagnostikk og nye xeno-biosensorer som vil kunne fungere enda mer effektivt enn naturlige, siden naturlige enzymbeskyttere, konfigurert til å ødelegge fremmed DNA og RNA, ikke vil legge merke til dem.

Eksperimentell xenobiologi er en ny vitenskap som dette arbeidet har startet, og ifølge Chepet vil det gjøre det mulig å lage tidligere uhørte terapeutiske metoder i fremtiden.

Dette arbeidet med xenonukleinsyrer gir et sannsynlig svar på et annet interessant spørsmål som har plaget alle genetikere i flere tiår: hvordan oppsto DNA og RNA på jorden.

På slutten av forrige århundre lærte forskere at DNA mest sannsynlig oppsto etter mindre komplekst RNA, men de forsto ikke hvordan RNA, også det mest komplekse molekylet, kunne ha blitt skapt i naturen. Akademikeren A. Spirin, verdens ledende ekspert på RNA, uttalte en gang at han hadde brukt to år av livet sitt på dette problemet og lært at tilfeldig RNA-syntese kunne ha skjedd i en tid som var mye større enn hele universets levetid. Sannsynligheten for denne hendelsen er mye mindre enn sannsynligheten for at en ape skulle skrive «Krig og fred».

Ifølge én teori ble RNA-molekyler innledet av enda enklere molekyler – pre-RNA, men denne teorien hadde et stort antall inkonsekvenser, som fjernes hvis vi forestiller oss at det mellom pre-RNA og RNA fantes et annet mellomledd – et xenogenetisk stoff – xenonukleinsyre.

Denne mellomleddet, ifølge Chepet, kan absolutt være hans elskede treosenukleinsyre (TNA).

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ]