2707
Уся відома земна біологія зберігає спадкову інформацію за допомогою чотирьох стандартних «літер» ДНК — аденіну, тиміну, гуаніну та цитозину. Дослідники вже давно створюють штучні пари основ, щоб розширити цей алфавіт, але головна проблема полягає не лише в синтезі нових молекул. Клітинні ферменти мають уміти їх правильно копіювати. Нове дослідження показало, що природну ДНК-полімеразу вдалося адаптувати до системи з вісьмома різними основами, зберігши відносно точне копіювання.
Розширена генетична система включає чотири стандартні основи та чотири синтетичні аналоги, які формують додаткові пари за правилами, відмінними від звичайної ДНК. Такі системи іноді називають hachimoji DNA — «восьмилітерною ДНК». Теоретично вони можуть зберігати більше інформації в тому самому ланцюгу й підтримувати значно більшу кількість можливих молекулярних комбінацій.
Головним обмеженням залишалося ферментативне копіювання. Полімерази еволюціонували для розпізнавання природних основ і дуже вибірково реагують на форму, розподіл зарядів та геометрію пари. Якщо синтетичний нуклеотид навіть трохи не відповідає очікуваній структурі, фермент може зупинитися або вставити неправильну основу.
Команда почала з природної полімерази й провела серію змін у ділянках, що контактують із ДНК. Мета полягала не в тому, щоб повністю перебудувати активний центр, а в тому, щоб трохи збільшити його структурну «толерантність» до нових пар основ, не втративши точності для звичайної ДНК.
Після оптимізації фермент зміг проходити через послідовності, де стандартні й синтетичні пари чергувалися одна з одною. Це важливіше за демонстрацію копіювання однієї штучної основи, тому що реальна розширена генетична система повинна працювати в довгих змішаних ланцюгах.
Дослідники перевіряли не лише швидкість, а й fidelity — точність вибору комплементарної основи. Помилки залишалися частішими, ніж у природних системах, однак показники були достатньо низькими, щоб розглядати фермент як робочу платформу для подальшої еволюції.
Практичний інтерес до восьмилітерної ДНК пов’язаний не лише з ідеєю «іншого життя». Розширений алфавіт може бути корисним для молекулярних сенсорів, нових типів аптамерів, систем зберігання інформації та створення біомолекул із функціями, недоступними звичайній ДНК.
Автори наголошують, що дослідження не означає створення самодостатнього організму з восьмилітерним геномом. Поки йдеться про окремий ферментативний процес у контрольованій системі. Але саме здатність копіювати розширений алфавіт є одним із ключових кроків до більш складної синтетичної генетики.
https://www.sciencedaily.com/releases/2026/09/260904000310.htm
