Tutkijat ovat luoneet keinotekoisen geneettisen tiedon kantajan.

Vaihtoehto luonnollisille geneettisen tiedon kantajille DNA:lle ja RNA:lle ovat ksenonukleiinihapot (laboratoriossa syntetisoidut), jotka kykenevät siirtämään geneettistä tietoa. Ne voidaan muuntaa erilaisiin biologisesti hyödyllisiin muotoihin "ohjatun evoluution" avulla ja käyttää biosensoreina.

Kansainvälinen tutkijaryhmä Yhdysvalloista, Englannista, Belgiasta ja Tanskasta julkaisi Science news -lehdessä syntetisoimistaan molekyyleistä, joilla on kaikki mahdollisuudet toimia vaihtoehtona RNA:lle ja DNA:lle.

Kysymys siitä, onko tällaisia vaihtoehtoja olemassa, on ollut pitkään paljon tutkimuksen ja kiivaan keskustelun kohteena tiedeyhteisössä. Yksi tutkimuksen tekijöistä oli John Chapat, tutkija Biosynteesi-instituutista (Southern Arizona University).

Ei kauan sitten hän ehdotti, että yksi näistä vaihtoehdoista olisi treoosinukleiinihappo (treoosi on yksi yksinkertaisista sokereista, joiden kaava on C4H8O4).

Hän on nyt jatkanut omien kokeidensa kehittämistä osana eurooppalaista ryhmää, joka työskentelee yleisemmän aiheen parissa: ksenonukleiinihapot (XNA) eli vieraat nukleiinihapot, molekyylit, joita ei esiinny luonnossa, vaikka ne pystyvät RNA:n ja DNA:n tavoin tallentamaan ja siirtämään geneettistä tietoa.

Nyt tämä ryhmä on ensimmäistä kertaa esitellyt kuusi tällaista "luonnotonta" nukleiinihappopolymeeriä, jotka se on kehittänyt.

Niiden pohjalta tehty ksenoeläinten luominen, joka on kirjeenvaihtajille ensimmäinen mieleen tuleva asia, on edelleen liian fantastinen ja mahdoton, eivätkä tutkijat tietenkään ole edes arvioineet sitä.

Tiedemiehet olivat tyytyväisiä siihen, mitä XNA:lla voidaan nykyään tehdä. Kävi ilmi, että yksi niistä voidaan muuttaa kaikenlaisiksi biologisesti hyödyllisiksi muodoiksi käyttämällä "ohjattua evoluutiota".

Niinpä laboratoriossa valmistettiin muun muassa niin kutsuttuja nukleiinihappoaptameerejä, epätavallisia kemiallisia sensoreita, jotka reagoivat tietyn kemiallisen yhdisteen esiintymiseen. Perinteisessä genetiikassa niitä käytetään esimerkiksi DNA-virheiden etsimiseen tai reagoimaan sellaisten yhdisteiden esiintymiseen, joihin ne on viritetty kytkemällä vastaavat geenit pois päältä. Ryhmän kehittämät ksenoaptameerit kykenevät paitsi osallistumaan samankaltaisiin geneettisiin toimintoihin, myös toimimaan vasta-aineiden tavoin, löytäen ja sitoen sopivia molekyylejä erittäin tehokkaasti.

John Chapat myöntää, että XNA:ta voidaan käyttää uudentyyppisten diagnostiikan ja uusien ksenobiosensoreiden luomiseen, jotka pystyvät toimimaan jopa tehokkaammin kuin luonnolliset, koska luonnolliset entsyymisuojat, jotka on konfiguroitu tuhoamaan vierasta DNA:ta ja RNA:ta, eivät huomaa niitä.

Kokeellinen ksenobiologia on uusi tieteenala, jonka tämä työ on aloittanut, ja Chepetin mukaan se mahdollistaa tulevaisuudessa aiemmin tuntemattomien terapeuttisten menetelmien luomisen.

Tämä ksenonukleiinihappoja käsittelevä työ tarjoaa todennäköisen vastauksen toiseen mielenkiintoiseen kysymykseen, joka on vaivannut kaikkia geneetikkoja vuosikymmeniä: miten DNA ja RNA ovat saaneet alkunsa Maasta.

Viime vuosisadan lopulla tiedemiehet saivat selville, että DNA syntyi todennäköisimmin vähemmän monimutkaisen RNA:n jälkeen, mutta he eivät ymmärtäneet, miten RNA, joka on myös monimutkaisin molekyyli, olisi voinut syntyä luonnossa. Akateemikko A. Spirin, maailman johtava RNA-asiantuntija, totesi kerran käyttäneensä kaksi vuotta elämästään tämän asian tutkimiseen ja oppineensa, että satunnainen RNA-synteesi olisi voinut tapahtua paljon pidemmässä ajassa kuin koko maailmankaikkeuden elinikä. Tämän tapahtuman todennäköisyys on paljon pienempi kuin apinan todennäköisyys kirjoittaa "Sota ja rauha".

Yhden teorian mukaan RNA-molekyylejä edelsivät vielä yksinkertaisemmat molekyylit – pre-RNA:t, mutta tässä teoriassa oli paljon epäjohdonmukaisuuksia, jotka poistuvat, jos kuvittelemme, että pre-RNA:n ja RNA:n välillä oli toinen välittäjä – jokin ksenogeneettinen aine – ksenonukleiinihappo.

Tämä välittäjäaine voisi Chepetin mukaan ehdottomasti olla hänen rakas treoosinukleiinihapponsa (TNA).

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ]