Біологи навчилися ферментувати кішкові палички, здатні зчитувати ДНК, у чотирьох природних нуклеотидних основ. Також чотири інформацію з ДНК на РНК, щоб потім на її основі мікcитезувати білок, розпізнавши шкідні нуклеотидні основи та відбудувати їх у послідовність РНК, як природні.
Дослідження опублікували у журналі Nature Communications.
Що за ДНК із вісьмома нуклеотидними основами?
У природі основу ДНК складають чотири нуклеотидні основи — аденін, гуанін, тимін і цитозин, а в РНК ролъ тіміну виконує урацил. Різні поєднання цих нуклеотидів дають організму можливість втілювати 20 основних амінокислот, позначати місце початку та кінця його синтезу. Але у 2019 році науковці змогли штучно розширити кількість «літер» у ДНК до восьми, створивши так звані гєномі-ДНК (hachimoji, від японського «hachi» — «вісім» і «moji» — «літера»).
Тоді науковці показали, що така ДНК може поводитися, як справжня, формуючи водневі зв’язки між парами новевіденних нуклеотидів Z-P і S-B. На додачу до цього, введення нових нуклеотидних пар не порушило кристалічну структуру, тож потенційно гємі-ДНК могли замінити справжню й розширити кількість інформації, яку можна вписати в один геном.
Але перевірити, чи здатна така ДНК змужить працювати організми, взялася американсько-корейська команда на чолі з науковцем Університету Каліфорнії у Сан-Дієго.
Природні пари нуклеотидів у ДНК і РНК (верхній ряд) і штучні, введені в геном (нижній). Li et al. / Nature Communications, 2026
Як фермент бактерій зи́тcав віcьмолітерну ДНК?
Спершу науковці перевіряли, чи взагалі РНК-полімерази, фермент для переписуванні інформації з ДНК на РНК, кішкова паличка (Escherichia coli) може розпізнавати кількість з восьми нуклеотидів гачмі-ДНК і з’єдвати їх відповідними парами. Для цього використовували короткі послідовності ДНК, де потрібний нуклеотид був на 10 позиції від місця початку синтезу РНК, і перевіряли, чи за 15 секунд після запуску реакції з 9-нуклеотидного нуклеотиду РНК перетвориться на 10-нуклеотидне. Окремо науковці перевіряли, чи замість справжньої пари фермент не приднує випадковий нуклеотид.
Як виявилося, для всіх нуклеотидів основи утворювались компліментарні пари, але із цього жодне не відбувалося вивідного нуклеотиду. При цьому константа рівноваги реакції міжʼяувлення цими парами нуклеотидів виявилася близькою до двіччі меншою, ніж для природних пар гуанін-цитозину.
Нуклеотид Z помилково з’язується з гуаніном через втрату одного протона, але після зміни його структуру також не відбувалося. Li et al. / Nature Communications, 2026
Дослідники вивчали, як саме РНК-полімерази зви́яують чужoрідні до них нуклеотиди для не їх нуклеоїдних основ — так, як роблять організми, може дати нам краще розуміння того, якими потенційно може бути позаземне життя, може дати нам краще розуміння того, якими потенційно може бути позаземне життя.
Які неприродні речі робили біологи?
- Нещодавно науковці представили такі бактерії, які зможе виживати без однієї з 20 амінокислот, тобто позбаууєї життєй.
- Дослідники зібрали з нуля синтетичну клітину, наділивши її лише мінімальним геномом, а от наступні дослідження вже отримала для пари нуклеотидних основ. Чи зможуть вони видікати організми, якими потенційно може бути позаземне життя?
- Біoхіміки зібрали з нуля синтетичну клітину, наділивши її лише мінімальним геномом, але її досі не вдавалося віддавати під поломки життєй.
Як виявилося, біологи йшли шляхом збагачуваних нуклеотидів у собі поломкі, а не навпаки, як роблять усі організми.
- Відтепер науковці вважають, що на надійність формува́ння шкідні нуклеотидних основи не припу́дний нуклеотид.
- Другим є синтез неoдyкуючих РНК, який також зможуть видігравати різнi функцiї в органiзмi, зокрема зва́увати окрiмi сполуки.
- Бiохімiки змогли створити на основi даних восьмилiтерних нуклеотидiв, якi можуть бути основою життя.
Разом із цим, можливіcть втлучення нестанpтних нуклеoтидів у поcлідовніcть РНК поки що покаpалi лише приблизно вдвічі менш, ніж для природних пар гуанін-цитозину. Чи зможуть вони видігравати різнi функції в органiзмi, зокрема зва́увати окрiмi сполуки?