INNOVATION
Ny forskning: Ett steg närmare specialdesignade protein
Att lägga till syntetiska nukleotider till det genetiska alfabetet skulle kunna expandera möjligheterna hos syntetisk biologi. Bilden är en illustration av hur rna-polymeras interagerar med syntetiska nukleotider.
UC San Diego Health Sciences
Dna byggs upp av nukleotiderna A, T, G och C. För att få till specialdesignade protein och helt nya läkemedel vill forskare bygga artificiellt dna med hjälp av fler nukleotider. Nya resultat kan öppna dörren för just det.
A, T, G och C. Det är de fyra nukleotiderna som bygger upp det dna som återfinns i världens alla kända organismer. Forskare vill dock kunna utvidga antalet nukleotider och lägga till fler bokstäver i det genetiska alfabetet.
En forskargrupp från Skaggs School of Pharmacy and Parmaceutical Sciences vid universitetet i Kalifornien, San Diego har fått fram nya resultat inom området.
– Med tanke på hur varierande livet på jorden är med bara fyra nukleotider är möjligheterna om vi kan lägga till fler lockande, säger Dong Wang, professor vid universitetet i ett pressmeddelande.
Dna står för deoxiribonukleinsyra och byggs alltså upp av de fyra nukleotiderna adenin (A), guanin (G), cytosin (C) och tymin (T). En dna-molekyl har formen av en dubbelhelix och nukleotiderna kopplas alltid samman i särskilda baspar, A binder till T och C till G.
Den process i celler där protein bildas kallas proteinsyntes. Här är enzymet rna-polymeras delaktigt och skriver om dna:t till budbärar-rna (mRNA) som senare omskrivs till protein.
Det forskarna nu sett är att rna-polymeras kunnat känna igen och avkoda ett artificiellt baspar av nukleotider på samma sätt som det gör med ett naturligt baspar i en dna-molekyl. Resultaten har publicerats i Nature Communications.
– Att expandera den genetiska koden kan avsevärt diversifiera utbudet av molekyler vi kan syntetisera i labbet och revolutionera hur vi närmar oss designerproteiner som terapeutiska medel, säger Dong Wang i pressmeddelandet.
Funktionen bestäms av strukturen
För experimenten använde forskarna sig av en ny version av det genetiska alfabetet som kallas AEGIS (Artificially Expanded Genetic Information System) som inkluderar nya baspar av nukleotider utöver de av A, T, G och C. AEGIS började som ett initiativ av Nasa för att försöka förstå hur utomjordiskt liv skulle kunna uppstå och utvecklas.
Forskargruppen isolerade sedan enzymet rna-polymeras från bakterier för att testa hur de interagerar med det syntetiska basparet. De såg att enzymen som transkriberar dna-molekyler inte kan göra skillnad på de syntetiska paren och de som finns i naturen.
– I biologi så bestäms funktion av struktur. Genom att anpassa sig till en liknande struktur som standardbasparen kan våra syntetiska baspar ta sig under radarn och integreras i den vanliga transkriptionsprocessen, säger Dong Wang i pressmeddelandet.
Forskarnas resultat öppnar dörren till en framtid där specialdesignade protein och nya biologiska tillämpningar kan bli verklighet.
