Открыт новый подход к использованию генетического материала, который позволит создавать белки со свойствами, невиданными в естественной среде. Открытие может когда-нибудь привести к созданию новой либо «улучшенной» формы жизни, которая вберет в себя эти новые материалы.
Во всех существующих формах жизни, четыре «буквы» генетического кода, называемые нуклеотидами, читаются триплетами, так что три нуклеотида кодируют аминокислоту.
Но так было раньше… Джейсон Чин и его коллеги в Кембриджском университете перепроектировали клеточные механизмы так, чтобы они читали генетический код квадруплетами (проще говоря по 4).
В генетическом коде, который жизнь использовала по сей день, есть 64 возможных комбинации триплетов из 4-х букв-нуклеотидов. Эти генетические «слова» называются кодоны. Каждый кодон либо кодирует аминокислоту либо говорит клетке остановить производство протеиновой цепи. Теперь же команда Чина создала 256 пустых четырёхбуквенных кодона, которые могут быть «назначены» на аминокислоты, которые еще даже не существуют. ( Прим. переводчика: следует понимать, что нуклеотиды кодируют аминокислоты не потому, что связываются химически, а потому, что рибосома, словно компилятор, «знает» все 64 кода и умеет создавать аминокислоту, соответствующую коду. Поэтому новые 256 комбинаций — «пустые». Нормальная рибосома не знает что делать по этим кодам. Их надо «назначить»)
Чтобы достичь этого результата, команде пришлось перестроить несколько клеточных механизмов по производству белков. Но они не остановились на получении работающей системы. Чтобы доказать, что конечный генетический код работает, они «назначили» двум «неприродным» аминокислотам квадриплетные кодоны и включили их в реальную белковую цепь.
По заявлению Чина: «Это начало параллельного генетического кода».
Однако, что более интересно — эти две аминокислоты могут реагировать друг с другом, формируя разные типы химических связей, в том числе и те, которые обычно соединяют белки при формировании их трёхмерной структуры.
Обычный тип связей — дисульфидные — можно разорвать изменяя температуру или кислотность, вследствие чего белки теряют свою трёхмерную форму. Например куриное яйцо изменяет текстуру и цвет при приготовлении именно вследствие этого процесса: альбумин в белке (яичном белке) теряет свою трёхмерную структуру и его физические характеристики меняются.
Но новые аминокислоты создают более прочные связи и поэтому белки, сформированные из них, могут работать в гораздо более широком спектре температур и сред, что, например, может помочь создать лекарства, которые не будут разрушаться в нецелевых местах желудочно-кишечного тракта.
«Это большой прорыв, который открывает новые теоретические горизонты в синтетической биологии», — заявил один из первооткрывателей Крейг Вентер, который сам возглавляет институт в Роквиле и в данный момент работает над созданием синтетического организма с чистого листа.
Во всех существующих формах жизни, четыре «буквы» генетического кода, называемые нуклеотидами, читаются триплетами, так что три нуклеотида кодируют аминокислоту.
Но так было раньше… Джейсон Чин и его коллеги в Кембриджском университете перепроектировали клеточные механизмы так, чтобы они читали генетический код квадруплетами (проще говоря по 4).
В генетическом коде, который жизнь использовала по сей день, есть 64 возможных комбинации триплетов из 4-х букв-нуклеотидов. Эти генетические «слова» называются кодоны. Каждый кодон либо кодирует аминокислоту либо говорит клетке остановить производство протеиновой цепи. Теперь же команда Чина создала 256 пустых четырёхбуквенных кодона, которые могут быть «назначены» на аминокислоты, которые еще даже не существуют. ( Прим. переводчика: следует понимать, что нуклеотиды кодируют аминокислоты не потому, что связываются химически, а потому, что рибосома, словно компилятор, «знает» все 64 кода и умеет создавать аминокислоту, соответствующую коду. Поэтому новые 256 комбинаций — «пустые». Нормальная рибосома не знает что делать по этим кодам. Их надо «назначить»)
Фундаментальный редизайн
Чтобы достичь этого результата, команде пришлось перестроить несколько клеточных механизмов по производству белков. Но они не остановились на получении работающей системы. Чтобы доказать, что конечный генетический код работает, они «назначили» двум «неприродным» аминокислотам квадриплетные кодоны и включили их в реальную белковую цепь.
По заявлению Чина: «Это начало параллельного генетического кода».
Прочные узы
Однако, что более интересно — эти две аминокислоты могут реагировать друг с другом, формируя разные типы химических связей, в том числе и те, которые обычно соединяют белки при формировании их трёхмерной структуры.
Обычный тип связей — дисульфидные — можно разорвать изменяя температуру или кислотность, вследствие чего белки теряют свою трёхмерную форму. Например куриное яйцо изменяет текстуру и цвет при приготовлении именно вследствие этого процесса: альбумин в белке (яичном белке) теряет свою трёхмерную структуру и его физические характеристики меняются.
Но новые аминокислоты создают более прочные связи и поэтому белки, сформированные из них, могут работать в гораздо более широком спектре температур и сред, что, например, может помочь создать лекарства, которые не будут разрушаться в нецелевых местах желудочно-кишечного тракта.
«Это большой прорыв, который открывает новые теоретические горизонты в синтетической биологии», — заявил один из первооткрывателей Крейг Вентер, который сам возглавляет институт в Роквиле и в данный момент работает над созданием синтетического организма с чистого листа.
