En gruppe amerikanske forskere skapte et syntetisk molekyl med deoksyribonukleinsyre, som inkluderte fire nye nitrogenholdige baser i tillegg til de fire som allerede var. "Hachimoji" -DNA (åtte-bokstavs DNA) er i stand til å danne en dobbel helix og bli transkribert til RNA-molekyler, det vil si at den potensielt kan bære genetisk informasjon. En artikkel om studien ble publisert i tidsskriftet Science.
Eksperter har syntetiserte nukleotider ("byggesteiner" av DNA) P, B, Z og S, som inneholder nitrogenholdige baser, som ligner på puriner og pyrimidiner i vanlig DNA. Hydrogenbindinger dannes mellom puriner og pyrimidiner, som er nødvendige for dannelsen av baseparene som utgjør dobbeltstrengen av DNA. Således binder S (pyrimidin) seg til B (purin), og P (triazin) binder seg til Z (pyridin) i samsvar med prinsippet om komplementaritet, akkurat som i vanlig fir-bokstavs-DNA, adenin binder seg til timin og cytosin til guanin.
Det ble bekreftet at “hachimoji” -DNA oppfyller de grunnleggende kravene for å sikre darwinistisk evolusjon, inkludert forutsigbar termodynamisk stabilitet, uavhengig av nukleotidsekvens. Å bytte ut et par syntetiske baser med et annet par vil for eksempel ikke føre til tap av krystallegenskaper, det vil si at mutasjoner kan forekomme i DNA som ikke fratar de åtte-bokstavs deoksyribonukleinsyren evnen til å bære genetisk informasjon og i teorien overføre den ved arv.
Forskere klarte også å transkribere "hachimoji" -DNA, det vil si å bruke det som en mal for syntesen av hachimoji-RNA-molekyler. Først testet forskerne nødvendig enzym for dette - RNA-polymerase, isolert fra bakteriofag T7-viruset og i stand til å velge hvert nukleotid i DNA-strengen som tilsvarer komplementaritetsprinsippet til ribonukleotid ("byggesteiner" til RNA).
Det viste seg at denne typen polymerase ikke er i stand til å feste bare ribonukleotid S, tilsvarende nukleotid B, til den voksende kjeden av hachimodji RNA. For å løse dette problemet, sorterte forskerne ut flere mutante polymerase-varianter og fant ut at en av dem - FAL-polymerase med tre aminosyresubstitusjoner - er i stand til å fungere med alle de fire nye "bokstavene". Dette tillot forskerne å konstruere en fluorescerende spinat aptamer fra Hachimoji RNA, et kort molekyl som kan binde seg til DFHBI-molekylet, noe som fikk den til å avgi grønt lys.
I følge forskere kan opprettelse av åtte-bokstavs-DNA være nyttig i forskjellige områder av syntetisk biologi, og utvider også forståelsen for mulige biologiske strukturer i fremmed liv.
