Forskere har skabt en kunstig bærer af genetisk information

Et alternativ til de naturlige bærere af genetisk information, DNA og RNA, er xenonukleinsyrer (syntetiseret i laboratoriet), som er i stand til at overføre genetisk information. De kan omdannes til forskellige biologisk nyttige former ved hjælp af "rettet evolution" og bruges som biosensorer.

En international gruppe forskere fra USA, England, Belgien og Danmark har i tidsskriftet Science news publiceret om molekyler, de har syntetiseret, som har alle muligheder for at fungere som et alternativ til RNA og DNA.

Spørgsmålet om, hvorvidt sådanne alternativer kan eksistere, har længe været genstand for megen forskning og heftig debat i det videnskabelige samfund. En af forfatterne til undersøgelsen var John Chapat, en forsker ved Institute of Biosynthesis (Southern Arizona University).

For ikke så længe siden foreslog han, at et af disse alternativer ville være threose-nukleinsyre (threose er et af de simple sukkerarter med formlen C4H8O4).

Han har nu fortsat med at udvikle sine egne eksperimenter som en del af en europæisk gruppe, der arbejder med et mere generelt problem: xenonukleinsyrer (XNA), med andre ord fremmede nukleinsyrer, molekyler, der ikke findes i naturen, selvom de på samme måde som RNA og DNA er i stand til at lagre og overføre genetisk information.

Nu har denne gruppe for første gang demonstreret et sæt af seks sådanne "unaturlige" nukleinsyrepolymerer, som den har udviklet.

Skabelsen af xenovæsner på deres basis, hvilket er det første, der falder korrespondenter ind, er stadig for fantastisk og umulig, og forskere har selvfølgelig ikke engang vurderet det.

Forskerne var tilfredse med, hvad der kan gøres med XNA i dag. Det viser sig, at en af dem kan omdannes til alle mulige biologisk nyttige former ved hjælp af "rettet evolution".

Således blev der i laboratoriet blandt andet fremstillet såkaldte nukleinsyreaptamerer, usædvanlige kemiske sensorer, der reagerer på forekomsten af en specifik kemisk forbindelse. I konventionel genetik bruges de for eksempel til at søge efter defekter i DNA eller reagere på forekomsten af forbindelser, som de er indstillet til, ved at slukke for de tilsvarende gener. De xeno-aptamerer, som gruppen har udviklet, er ikke blot i stand til at deltage i lignende genetiske handlinger, de kan også fungere som antistoffer og finde og binde egnede molekyler med den højeste effektivitet.

John Chapat indrømmer, at XNA kan bruges til at skabe nye typer diagnostik og nye xeno-biosensorer, der vil være i stand til at fungere endnu mere effektivt end naturlige sensorer, da naturlige enzymbeskyttere, der er konfigureret til at ødelægge fremmed DNA og RNA, ikke vil bemærke dem.

Eksperimentel xenobiologi er en ny videnskab, som dette arbejde har påbegyndt, og ifølge Chepet vil det gøre det muligt at skabe hidtil uhørte terapeutiske metoder i fremtiden.

Dette arbejde om xenonukleinsyrer giver et sandsynligt svar på et andet interessant spørgsmål, der har plaget alle genetikere i årtier: hvordan opstod DNA og RNA på Jorden.

I slutningen af det sidste århundrede fandt forskere ud af, at DNA højst sandsynligt opstod efter mindre komplekst RNA, men de forstod ikke, hvordan RNA, også det mest komplekse molekyle, kunne være blevet skabt i naturen. Akademikeren A. Spirin, verdens førende ekspert i RNA, udtalte engang, at han havde brugt 2 år af sit liv på dette emne og lært, at tilfældig RNA-syntese kunne have fundet sted i en tid, der var meget længere end hele universets levetid. Sandsynligheden for denne begivenhed er meget mindre end sandsynligheden for, at en abe skriver "Krig og fred".

Ifølge én teori blev RNA-molekyler forudgået af endnu simplere molekyler – præ-RNA, men denne teori havde et stort antal uoverensstemmelser, som fjernes, hvis vi forestiller os, at der mellem præ-RNA og RNA var et andet mellemled – et xenogenetisk stof – xenonukleinsyre.

Denne mellemmand kunne ifølge Chepet absolut være hans elskede threose-nukleinsyre (TNA).

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