Kot mnogi morda vemo iz filma GATTACA, je vsa DNK sestavljena iz nukleotidov, ki vsebujejo eno od štirih podlag: A, C, G in T. Te črke so "osnutek" življenja, ki se je razvijalo v milijardah let in se je združilo pri ustvarjanju DNK značilna struktura dvojne vijačnice. A kot poroča Sarah Kaplan za The Washington Post, so raziskovalci k kratki abecedi DNK dodali dve novi črki in tako ustvarili bakterije, ki lahko sintetizirajo aminokisline, ki jih običajno ne proizvajajo živi organizmi.
Po poročanju Associated Pressa so raziskovalci inštituta The Scripps v La Jolli v Kaliforniji leta 2014 lahko DNK laboratorijskega seva bakterije E. coli dodali dve novi podlagi, imenovani X in Y. Kot poroča Kaplan, so bile te bakterije nestabilne in so po nekaj dneh izgubile Xs in Ys.
V začetku tega leta je ekipi končno uspelo ustvariti stabilno obliko spremenjenih bakterij - vendar posodobljena različica še vedno ni mogla uporabiti svojih sintetičnih podlag, poroča Ewen Callaway iz Nature . V zadnjem poskusu pa so E. coli dejansko lahko uporabili svojo razširjeno abecedo za ustvarjanje nenaravnih aminokislin, ki so se združile z drugimi za proizvodnjo žarečih zelenih beljakovin. Raziskava se pojavlja v reviji Nature .
Kot poroča AP, so še vedno zgodnji dnevi, vendar je cilj tovrstnega programiranja umetnih DNK ustvariti organizme, ki so sposobni proizvajati spojine, ki imajo lahko široko paleto namenov, vključno z oblikovalnimi drogami ali biogorivi. Morda bi raziskovalci lahko celo ustvarili organizme, ki bi lahko napadali rakave celice ali sesali razlite nafte.
Kot poroča Callaway, se lahko štiri naravne baze DNK združijo v 64 različnih tričrkovnih parih, poznanih tudi kot kodoni, recept za aminokislino. A ker več različnih kodonov ustvarja isto aminokislino, je le 20 aminokislin osnova za skoraj vse beljakovine v naravi. Če dodate osnovni par XY v sistem, bi lahko mešanici dodali še 100 možnosti aminokislin.
"To je prednja stran valov; To je rob znanosti, "za Kaplanova univerza v Teksasu govori o biokemiku iz Austina Andrew Ellington, ki ni vključen v raziskave. "Bolje se učimo, kako načrtovati žive sisteme."
Ekipa Scripps ni edina skupina, ki deluje na sintetični DNK. Callaway poroča, da znanstveniki spreminjajo baze DNK od leta 1989 in da so raziskovalci na Inštitutu za bioinženiring in nanotehnologijo v Singapurju ustvarili podoben sistem v epruvetah, ne v živih celicah.
Niso vsi prepričani, da se je ekipa prebila. Steve Benner, biokemičar pri Fundaciji za uporabno molekularno evolucijo, pravi Kaplanu, da misli, da naravna DNK E. coli proizvaja aminokisline, čeprav je v mešanici tujek DNK. Toda Floyd Romesberg, vodja raziskovalnega laboratorija v Scrippsu, kjer poteka delo, ugovarja, da je žareči zeleni protein dokaz, da E. coli uporablja bazo X in Y za proizvodnjo nenaravne aminokisline. Callaway poudarja, da drugi kritiki razmišljajo o tem, da se X in Y podlage držijo bolj - metoda, podobna načinu, kako se maščoba združi -, ni dovolj stabilna, da se ta sistem postane bolj zapleten.
Tudi če ta posebna metoda ne privede do oblikovalske revolucije drog, poskus sproži možnost, da bi obstajali nadomestne oblike življenja, ki bi temeljile na podobnem, vendar drugačnem sistemu, podobnem DNK. "To kaže, da če bi se življenje razvilo drugje, bi to lahko storili z uporabo zelo različnih molekul ali različnih sil, " je Romesberg povedal Antonio Regalado iz MIT Technology Review. "Življenje, kot ga poznamo, morda ni edina rešitev in morda ni najboljše."
