A、G、T、C很可能是最著名的字母(如果你是一个生物学家至少)和地球上生命的关键成分。从学校的年龄,我们被教导,DNA,基因的基本构建块,由四种碱基交织在一个优雅的双螺旋结构;准备解开当生命要求复制。DNA转录为RNA是翻译成蛋白质的整洁、自我维持的系统,允许有机体适应和发展环境,转移这些适应他们的后代。
太空探险是部署到遥远行星和星系,一个人类最大的问题仍未得到回答——还有其他生命呢?
如果是这样,这生命形式包括相同的普遍发现DNA和RNA积木生物生活在地球上吗?这个问题促使大辩论,认识到我们对DNA和RNA的理解是有限的,考虑到发现了DNA的结构只是最近发生在20世纪。DNA上可能存在的想法比我们细胞非常难以理解的直到最近。
一种新的DNA
Steven Benner博士,和团队的应用分子进化的基础构造了一种新的DNA合成,在实验室里创造出来的而不是自然。它已经被命名为“hachimoji”DNA(从日本“八公”的意思是“八”和“门司”意思是“信”)。与常规DNA, hachimoji DNA包含八个积木,可以预见的是,这意味着它有一个更大的存储容量比普通DNA。也可以复制hachimoji RNA,能够指导蛋白质合成和产生可选择的表型,“我们可以建立体外选择系统,将迫使hachimoji DNA和RNA hachimoji发展有很多可选择的表型。例如,我们已经进化的hachimoji DNA与乳腺癌细胞,肝癌细胞,炭疽毒素。我们现在发展的hachimoji DNA适应有选择地减少蛋白质负责疾病,“Benner评论。研究结果发表在《华尔街日报》科学。
创建hachimoji DNA——合作
”hachimoji DNA和RNA hachimoji,研究者必须进入实验室,构建由化学合成所需的构件使hachimoji DNA和演化突变酶允许hachimoji DNA转录给hachimoji RNA”, Benner说。
他强调创造合成DNA并不是一个简单的任务,是一个共同努力:“我们不得不努力工作来得到酶复制hachimoji DNA和DNA转录hachimoji给hachimoji RNA;在这里,安迪·艾灵顿的实验室是非常重要的。我们进一步的工作很难得到方法来确定hachimoji RNA序列的构建块。我们还必须确定hachimoji DNA的晶体结构,在米莉皮质是关键。然后我们必须确定的规则绑定hachimoji DNA,约翰SantaLucia和他的团队在韦恩州立/ DNA软件是关键。”
回答宇宙问题与hachimoji DNA
Benner此前表示,他相信“外星人”地球上的生命将被创建在实验室里,而不是在一个遥远的星系。“没有比这更好的研究策略,以解决“宇宙”的问题比进入实验室和试图合成替代基因系统,是否真正成为可能。设置一个大挑战这种性质的科学家在未知的地形,他们被迫拖问,答案让人意想不到的问题。合成失败时,理论驱动的设计必须是有缺陷的。这个驱动器的发现和范式变化的方式建立在假说基础上的研究不能。”
研究人员很快谨慎,hachimoji DNA不应被视为“外星人”,这不是自我维持和实验室之外无法生存。Hachimoji DNA和RNA需要大量科学家的关注让他们活着:“我们可以让Hachimoji DNA在一夜之间运行无人值守,只要我们确保在我们回家之前,我们已经给予足够的构建块,酶,和精力。没有这些,hachimoji DNA立即死去”Benner补充道。
我们如何用hachimoji DNA,和道德的影响是什么?
Hachimoji DNA拥有无数的潜在应用从改进诊断创建额外的蛋白质与氨基酸,和小说的药剂。hachimoji DNA在现代医学的实施可能会发生在不久的将来,就像马克Poritz,产品开发主管火鸟生物分子科学商业化的合成材料用于创建hachimoji DNA,说“这种新的DNA的一部分已经在产品诊断疾病和监控环境致病病毒”。
从伦理的角度来看,hachimoji DNA造成什么问题?“在地球上,是根本不可能的系统不是自我维持的影响现有的生活。将有机小分子放入一个生态系统更可能影响现有生活由驾驶细菌进化来处理它,比任何人建立一个新的遗传系统自下而上的“Benner评论。“还有更广泛的道德关注新知识的创造。一些人认为不应该担心它会被滥用。然而,对面,我们发现引人注目,是潜在的新知识创造良好远远超过它的潜在危害。”
参考:“Hachimoji DNA和RNA:遗传系统8个积木,“美国Hoshika;Leal附加说明;蔡明俊。金;M.-S。金;注意:Karalkar;周宏儒。金;在Alachua S.A. Benner火鸟生物分子科学LLC, FL; S. Hoshika; N.A. Leal; M.-J. Kim; N.B. Karalkar; S.A. Benner at Foundation for Applied Molecular Evolution in Alachua, FL; A.M. Bates; M.M. Georgiadis at Indiana University School of Medicine in Indianapolis, IN; N.E. Watkins Jr.; H.A. SantaLucia; J. SantaLucia Jr. at DNA Software Inc. in Ann Arbor, MI; A.J. Meyer; A.D. Ellington at University of Texas, Austin in Austin, TX; S. DasGupta; J.A. Piccirilli at University of Chicago in Chicago, IL.
