Tradicionalni DNA sastoji se od četiri para baza A, C, G i T. Ali novostvoreni genetski sustav upakiran je u osam - dvostruko više nego što bi to bilo uobičajeno u molekulama koje se automatski umnožavaju. Novi se sustav zvao "hachimoji", a što je najzanimljivije - može izgledati kao građevni blokovi izvanzemaljskog života, odnosno izvanzemaljci. Novo istraživanje objavljeno nedavno u časopisu Science opisuje hachimoji, što na japanskom znači "osam slova".
Pored četiri osnovna para, ovaj genetski sustav ima i četiri gradivna bloka koji značajno povećavaju gustoću informacija u usporedbi s konvencionalnom DNK. Znanstvenici koji predaju rad kažu da je novi sustav možda dovoljno robustan da podrži život - odnosno da podržava procese potrebne za Darwinovo samoobnavljanje.
Vanzemaljski DNK od osam slova
Razjasnimo odmah da hachimoji nije autonomni samoodrživi organizam. Umjesto toga, to je model alternativne genetske strukture koja je potrebna za održavanje života koji se automatski ponavlja. Na Zemlji samo RNA i DNK obavljaju ovu funkciju, ali to ne znači da i druge mogućnosti u svemiru ne mogu postojati. Zapravo, astrobiolozi su vrlo zainteresirani za ovu studiju, jer pokazuje drugi mogući mehanizam iz kojeg bi život mogao nastati, evoluirati i postati složen.
Autori studije ne tvrde da hahimoji postoje u cijelom svemiru, ali vjeruju da je moguće poduzeti i „zamisliti paralelne procese“, kaže Andrew Ellington, koautor novog istraživanja i sintetičkog biologa na Sveučilištu u Texasu, Austin. "Pažljivom analizom uloga oblika, veličine i strukture u DNK hachimoji, u ovom radu proširujemo naše razumijevanje vrsta molekula koje mogu pohraniti informacije o izvanzemaljskom životu u vanzemaljskim svjetovima."
U normalnoj RNA i DNK, kombinacija četiri para baze omogućuje pohranu i prijenos genetskih podataka. Ta su četiri građevinska bloka DNA ili nukleotidi sastavljeni od adenina, citozina, gvanina i timina ili jednostavno A, C, G i T. U RNA je T zamijenjen uracilom (U). Osnovne baze kodiraju aminokiseline, temeljne građevne bjelančevine proteina.
Prethodna su istraživanja stvorila sintetičku DNK s ukupno četiri alternativna slova i sustavom s dva dodatna para para (ukupno šest), ali u posljednjem istraživanju, znanstvenici su taj broj povećali na osam.
Promotivni video:
Prema novim istraživanjima, četiri nova slova, P, B, Z i S, približno su po strukturi i funkcionalnosti slična uobičajenoj DNK; P i B su u funkciji purina, dok su Z i S pirimidinski. U testovima, genetski sustav pokazao je sposobnost za pohranu i prijenos informacija, u osnovi oponašajući molekularno ponašanje pravilne DNK s četiri slova. Ono što je također važno, hachimoji također zadovoljava Schrödingerove zahtjeve koji definiraju darvinski sustav molekularne evolucije (isti onaj Schrödinger čija mačka nije ni živa ni mrtva). Schrödinger je opisao četiri zahtjeva za evoluciju: pohranu podataka, prijenos, strukturni integritet i prepoznatljiv fizički oblik ili strukturu.
"DNA Hachimoji može učiniti sve što DNK čini za održavanje života. Predviđeno pari, a pravila diktiraju njegovu stabilnost. Hachimoji DNA može se kopirati da stvori Hachimoji RNA, može izravno sintetizirati proteine. Hachimoji RNA može imati selektivni fenotip (fizičku strukturu), a u ovom eksperimentu i zeleni fluorescentni sjaj."
Laurie Haze, vršiteljica dužnosti ravnatelja NASA-inog odjela za planetarne znanosti pohvalila je studiju: "Otkrivanje života sve je važniji cilj NASA-ovih planetarnih znanstvenih misija. Ovaj novi rad pomoći će razvoju učinkovitih alata i eksperimenata koji će proširiti našu potragu."
„Ovo je istraživanje važno jer se DNK oduvijek smatrao jedinstvenim. Na primjer, DNK je jedini materijal s kojim možemo dizajnirati sekvence s predvidivom stabilnošću ", kaže Floyd Romesberg, genetičar iz Instituta Scripps i autor studije sa šest sintetskih parova. „I kao što je pokazao Steve Benner, njegova nova četiri pisma također ispunjavaju sve aspekte ove predvidljive stabilnosti. Iako postoje nagovještaji da stvari, osim četiri prirodna slova DNK-a, mogu imati ovo svojstvo, ovo djelo zaista prvi put to pokazuje."
Romesberg također kaže da je važna primjena abecede od osam slova u kontroli molekularnih asocijacija, odnosno sposobnosti programiranja konfiguracije nukleotida. Rekao je, abeceda sa osam slova, specifično specifičnija od abecede s četiri slova.
"Međutim, bit će beskorisno ako stabilnost abecede od osam slova nije predvidljiva ili programibilna", kaže Romesberg. "Demonstrirajući to, Steve je otkrio nove aplikacije koje će se vjerojatno pojaviti u njegovoj laboratoriji uskoro."
Rezultati rada mogu dovesti ne samo do astrobioloških posljedica, već i ostaviti trag u stvarnom svijetu - na primjer, poboljšati dijagnostičku opremu, praćenje okoliša (poput otkrivanja opasnih virusa), dovesti do pojave alternativnog pohranjivanja informacija, proteina s dodanim aminokiselinama i novih inovativnih lijekova …
Ilya Khel