Вчені з Токійського університету вперше успішно індукували експресію генів ДНК, характерну для всього живого, та розвинули можливість безперервної позаклітинної реплікації (розмноження), використовуючи лише безклітинні матеріали, такі як нуклеїнові кислоти та білки.
Джерело: Phys.org.
Здатність до розмноження та розвитку - одна з визначальних характеристик живих організмів. Проте жодних штучних матеріалів із такими характеристиками досі створено не було.
Щоб розробити штучну молекулярну систему, яка може розмножуватися та розвиватися, інформація (гени), закодована в ДНК, має бути трансльована в РНК, білки мають бути експресовані, а цикл розмноження ДНК із цими білками має продовжуватися протягом тривалого періоду часу.
На сьогоднішній день неможливо створити реакційну систему, в якій гени, необхідні для реплікації ДНК, експресуються одночасно з виконанням своїх функцій.
Фактично, генетики з Токійського університету експериментували з дуже спрощеною штучною системою реплікації. Використані лише два гени, що кодують ферменти реплікації – ДНК-полімеразу Phi29 та Cre-рекомбіназу. Молекулярну систему уклали в мікроскопічні краплі води, "обгорнуті" в ліпідну (жирову) плівку, і виконали послідовні цикли розведення.
Розробка ліків може перетворитися на більш стабільний процес
Додаючи гени до розробленої штучної геномної ДНК, можна було б розробити штучні клітини, які можуть зростати автономно, просто згодовуючи їм низькомолекулярні сполуки, такі як амінокислоти та нуклеотиди.
Якщо такі штучні клітини вдасться створити, можна очікувати, що корисні речовини, які наразі виробляють з використанням живих організмів (наприклад, речовини для розробки ліків та виробництва продуктів харчування), стануть стабільнішими, а їх виготовлення буде легше контролювати.
Дослідження було проведено професором Норікадзу Ічихаші, науковим директором проєкту «Розробка саморегенеративної системи реплікації-транскрипції-трансляції штучного геному».
Нагадаємо, у 2019 році шотландські дослідники з Единбурзького університету створили спеціальний ДНК-тест, який здатен визначити - проживе людина довше або менше середнього показника тривалості життя. Дослідники провели аналіз генетичної інформації понад 500 тисяч людей.
"Цей тест аналізує ділянки геному. За словами одного з дослідників тесту, професора Пітер Джоші при вибірці 100 людей при народженні та поділі їх на десять груп, перша з них проживе на 5 років довше, ніж остання".
Читайте також:
