Японским специалистам удалось запустить процесс внеклеточной репликации в ДНК, используя нуклеиновые кислоты и белки.
Ученые из Токийского университета во главе с профессором Норикадзу Ичихаши создали первую искусственную геномную ДНК, которая может воспроизводиться и развиваться вне клетки. Результаты исследования опубликованы в журнале ACS Synthetic Biology, сообщает Phys.org.
Как известно, способность к размножению и развитию – одна из определяющих характеристик живых организмов. До сих пор не удавалось создать искусственные материалы с такими характеристиками.
Чтобы искусственная молекулярная система размножалась и развивалась, генетическая информация, закодированная в ДНК, должна быть переведена в РНК, запущена экспрессия белков, а цикл репликации ДНК с этими белками должен поддерживаться в системе в течение длительного времени.
Основная трудность заключалась в том, что гены, необходимые для репликации ДНК, одновременно должны выполнять свои функции экспрессии.
Экспрессия генов – процесс, в ходе которого наследственная информация от гена (последовательности нуклеотидов ДНК) преобразуется в функциональный продукт – РНК или белок.
Чтобы обойти эту проблему, японские биологи вместо сложного механизма репликации ДНК, используемого живыми организмами, создали искусственную систему всего с двумя генами – фермента репликации ДНК Phi29 и Cre-рекомбиназы.
Молекулярную систему заключили в микроскопические капли воды, "обернутые" в липидную пленку, и выполнили последовательные циклы разбавления.
Фото: American Chemical Society / phys.org
Репликация и эволюция искусственной геномной ДНК вне клетки
Созданная бесклеточная система позволила транслировать гены в белки и реплицировать исходную кольцевую ДНК с помощью кольцевой ДНК, несущей два гена, необходимых для репликации. Более того, удалось улучшить исходную ДНК, увеличив эффективность ее репликации в десять раз.
Запущенный учеными цикл репликации ДНК продолжался в течение 60 дней.
Исследователи полагают, что, добавляя гены, необходимые для транскрипции и трансляции, к разработанной ими искусственной ДНК, можно создавать искусственные клетки, которые могут расти автономно, питаясь низкомолекулярными соединениями, такими как аминокислоты и нуклеотиды.
В будущем такие клетки можно будет использовать для производства лекарств и продуктов питания.
Биологи создали первую искусственную геномную ДНК
РФ пошкодила енергооб’єкти в шести областях: є аварійні відключення світла
Сирський розповів про ситуацію на фронті: скільки позицій втратили, а скільки - повернули
"Не було різниці, коли називали росіянкою": відома акторка з України зробила заяву
Стало відомо, скільки втратили іноземні компанії від виходу із Росії
Турецькій авіакомпанії заборонили літати до однієї з країн Європи через зв’язки з РФ
Чи мобілізують випускників вишів перед вступом у магістратуру: відповідь президента
До росіян 50 метрів: командир взводу десантників розповів про "пекельні" бої за Терни
"Це повний крах": у ГУР розповіли про серйозні наслідки теракту в "Крокусі" для Путіна
Названо найбільш недооцінені туристами місця в Азії
Зірковий час для електромобілів: названо найкращий у світі автомобіль за підсумками року
"Було надто важко": відома американська акторка вперше розповіла про втрату дитини
Немає сил терпіти: Нобелівські лауреати влаштували маніфест Путіну
Протести на кордоні з Польщею: розблоковано один із пунктів
Алла Пугачова вперше висловилася про теракт у "Крокус Сіті Хол"
У РНБО відреагували на паніку, що Росія піде на Харків: ворога попустили
В ЄС погодили новий компроміс щодо "торговельного безвізу" з Україною
Розглядається загроза вторгнення ДРГ до Києва: столиця вживає заходів
Українська влада має говорити навіть гірку правду про хід війни, – американський дипломат
Низка країн, включно з Україною, обговорюють, як сісти за стіл переговорів, - Шольц
Держдеп зізнався: США "обробляють" Макрона через ідею відправити Україні війська
Росія намагається прорватися в нове село біля Авдіївки: термінове від 3 ОШБр
"Серце обливається кров'ю": сестра зрадниці Корольової підтримала українців
Пентагон - про російські ракети в Польщі: США готові захищати територію НАТО
США можуть захистити Україну від "м'ясника"-Путіна, - Байден
Коли потрібно солити воду для макарон: відповідь шеф-кухаря
Следите за нами в Telegram.
Оставьте комментарий