Ученые из Токийского университета впервые успешно индуцировали экспрессию генов ДНК, характерную для всего живого, и развили возможность непрерывной внеклеточной репликации (размножения), используя только бесклеточные материалы, такие как нуклеиновые кислоты и белки.
Источник: Phys.org.
Способность к размножению и развитию - одна из определяющих характеристик живых организмов. Однако никаких искусственных материалов с такими характеристиками до сих пор создано не было.
Чтобы разработать искусственную молекулярную систему, которая может размножаться и развиваться, информация (гены), закодированная в ДНК, должна быть транслирована в РНК, белки должны быть экспрессированы, а цикл размножения ДНК с этими белками должен продолжаться в течение длительного периода времени.
На сегодняшний день невозможно создать реакционную систему, в которой гены, необходимые для репликации ДНК, экспрессируются одновременно с выполнением своих функций.
Фактически, генетики из Токийского университета экспериментировали с очень упрощенной искусственной системой репликации. Использованы всего два гена, кодирующие ферменты репликации – ДНК-полимеразу Phi29 и Cre-рекомбиназу. Молекулярную систему заключили в микроскопические капли воды, "обернутые" в липидную (жировую) пленку, и выполнили последовательные циклы разбавления.
Разработка лекарств может превратиться в более стабильный процесс
Добавляя гены к разработанной искусственной геномной ДНК, можно было бы разработать искусственные клетки, которые могут расти автономно, просто скармливая им низкомолекулярные соединения, такие как аминокислоты и нуклеотиды.
Если такие искусственные клетки удастся создать, можно ожидать, что полезные вещества, которые в настоящее время производятся с использованием живых организмов (например, вещества для разработки лекарств и производства продуктов питания), станут более стабильными и их изготовление будет легче контролировать.
Исследование было проведено профессором Норикадзу Ичихаши, научным директором проекта «Разработка саморегенеративной системы репликации-транскрипции-трансляции искусственного генома».
Напомним, в 2019 году шотландские исследователи из Эдинбургского университета создали специальный ДНК-тест, который способен определить – проживет человек дольше или меньше среднего показателя продолжительности жизни. Исследователи провели анализ генетической информации более 500 тысяч человек.
"Этот тест анализирует участки генома. По словам одного из исследователей теста, профессора Питер Джоши, при выборке 100 человек при рождении и разделении их на десять групп, первая из них проживет на 5 лет дольше, чем последняя".
Читайте также:
